中科院外籍研究员多篇文章解析病毒复制机制

　　

生物通报道：来自中科院上海巴斯德所的研究人员近期获得了病毒复制机制研究的新进展，对深入研究病毒基因复制包括基因复制起始机制等方面具有重要意义，也为寻找抗病毒的靶分子提供了理论依据。研究成果相继发表在PLoS，以及JBC等杂志上。

领导这些研究的是上海巴斯德所丰田哲也(Tetsuya Toyod)研究员，Tetsuya Toyoda教授早年毕业于日本名古屋大学，主要的研究方向是病毒复制机制，他认为理解病毒复制机制对于控制病毒性疾病来讲是一个必须的工作。

病毒RNA多聚酶（RdRp）是一种只能由RNA编码的独特的酶，在病毒RNA基因组转录和复制过程中起非常关键的作用，由于体外感染系统模型有限，丙型肝炎病毒（HCV）领域的科学研究进展受到限制。到目前为止，只有JFH1（2a）株病毒可以在体外培养的Huh7细胞中复制并产生具有感染性的病毒。

在Plos Pathogens这篇文章中，研究人员通过比较丙型肝炎病毒（HCV）三株病毒RNA聚合酶的结构与生化特性等差异，发现了丙型肝炎病毒体外复制机制。研究人员首先比较了JFH1，HCR6（1b）和J6CF（2a）三株病毒RNA聚合酶的结构与生化特性等差异，并找到了能激活HCR6和J6CF聚合酶活性的JFH1特异性的氨基酸位点。在含有JFH1 N3H和3’ UTR区域时，在J6CF的RNA聚合酶中引入A450S，R517K和Y561F三个突变就可以使J6CF基因组在培养的细胞中复制并产生子代病毒粒子。研究人员在深入分析了其机制后，发现Y561F位于NS5B的编码区5BSL3.2（CRE）内，突变后，使得CRE和3’XSL2之间的配对区域延伸了。随后，经过分析比较了HCV病毒RNA基因组的3’UTR结构，发现JFH1的polyU/UC比J6CF的短，更有利于病毒在体外的高效复制。此外，位于JFH1 3’UTR可变区的9458G是形成RNA复制所需要的特定RNA结构所必不可少的。

除此之外，研究人员分析了HCV基因组复制，子代病毒的活性和N5BX结构之间的关系。发现JFH1的NSH具有较高的聚合酶活性，增强了的RNA二级结构配对和最适合的3’UTR RNA结构是J6CF在体外细胞中复制所必不可少的，即HCV病毒在体外的高效复制需要较高的RNA聚合酶活性和特异性的RNA结构。

发表在Journal of Biological Chemistry的文章中指出，A型流感病毒是负链单链RNA病毒，迄今为止已引起四次全球流感大流行。流感病毒具有很高变异性，第一年接种疫苗后，一般第二年就需要重新接种新疫苗。目前针对流感病毒神经氨酸酶 (Neuraminidase, NA）以及M2 离子通道的药物均发现抗药突变体。因此，深入理解和揭示A型流感病毒基因复制包括基因复制起始机制，对于寻找抗流感病毒的靶分子具有重要意义。

研究人员发现A型流感病毒从vRNA (viral RNA, vRNA )到cRNA (complementary RNA, cRNA)的复制是从vRNA 3’ 末端的第二位核苷酸残基开始的。他们证实，为了能够复制完整cRNA，病毒首先利用宿主核苷酸末端转移酶在vRNA 3’ 末端添加核苷酸残基。他们的研究还发现，在cRNA到vRNA的复制过程中，病毒首先在cRNA 3’ 端内部序列开始合成ApG双核苷酸RNA； 然后，ApG双核苷酸由于下游RNA空间结构的限制转移至cRNA 3’ 端与GpC配对引发复制延伸。该研究不但揭示了病毒从vRNA到cRNA复制过程起始的机制，而且更深入发现了cRNA到vRNA复制起始中ApG生成后转移分子机理。

除此之外，这一研究组的研究人员还通过昆虫细胞表达系统，镍离子亲和柱方法表达纯化流感病毒RNA聚合酶，优化了RNA聚合酶体外转录条件。他们证实了该RNA聚合酶具有以ApG，globin mRNA为引物的转录活性；在无引物条件下，RNA聚合酶也能够以v84 RNA 为模板进行复制。此外，流感病毒RNA聚合酶能够在转录产物的3’端加上多聚腺苷酸尾巴。而且，该研究小组还分析了流感病毒RNA聚合酶的酶动力学常数。该研究成果将为流感病毒复制、转录研究领域的拓展提供新的研究平台。深入研究A型流感病毒基因转录、复制过程，对于寻找抗流感病毒的靶分子具有重要意义。这项成果发表国际学术期刊Biochemical and Biophysical Research Communications上

（生物通：万纹）