关于HIV生命周期的新发现

　　

HIV-1二聚体分析。a，二聚化是HIV-1生命周期中的关键步骤。单体RNA被认为是优先翻译的，与二聚RNA相反，二聚RNA是包装成病毒粒子的先决条件。二聚体RNA通过重组帮助维持基因组的完整性。b, HIV-1 5’UTR由不同的结构域组成，这些结构域与HIV-1生命周期中的不同功能相关。TAR代表转录。PolyA代表在5 ' UTR中不活跃的聚腺苷酸。U5 in unique 5 region或PBS，代表宿主tRNA的退火，启动逆转录。SL1-SL3包含包装信号。SL2包含剪接提供位。二聚作用发生在SL1的一个序列上，通过接吻环相互作用。ldi /涉及ldi的可选折叠，如SL1-U5和U5-AUG之间的折叠可以调节二聚反应。c, FARS-seq。突变的RNA序列是通过诱变PCR和体外转录产生的。突变体在物理上被分离成单体和二聚体，用DMS进行探测或不予处理。突变频率由下一代测序分析。d，通过突变干扰获得功能剖面。Kdimer是一种二聚体的定量测量方法，基于二聚体选择和单体选择群体中的突变比例，修正了文库制备和测序过程中引入的突变。e，通过与未配对的A和C残基特异性反应的DMS获得结构剖面。DMS- mapseq测量DMS反应，即DMS处理组和未处理组的突变率。f，二维分析通过阻断茎突变和DMS诱导的突变之间的相关性来确定RNA茎。

一种全球流行病威胁着人们:HIV/AIDS。根据联合国的一项倡议——艾滋病规划署，目前全世界约有3800万人感染了艾滋病毒。自1980年代艾滋病毒大流行爆发以来，死于艾滋病的人数几乎与此相当。在寻找抗病毒疗法的新方法的过程中，位于Würzburg的Helmholtz RNA感染研究所(HIRI)和位于柏林的Robert Koch研究所(RKI)的科学家们现在开发了一种新技术，可以用来分析和影响艾滋病毒生命周期的关键阶段。他们的发现今天发表在《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上。

病毒生命周期的关键阶段可以成为药物和治疗的有吸引力的目标。因此，基础研究对于理解和影响潜在的分子过程很重要。HIV-1变种的一个显著特征是它包含两个病毒基因组拷贝。在病毒复制过程中，两个基因组在二聚过程中结合在一起。后者也被认为是包装的先决条件，包装最终将导致新的传染性病毒颗粒和完整的病毒复制。

一个分子开关

在《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上，研究人员现在描述了一种以单核苷酸分辨率研究HIV-1生命周期的新技术。他们的方法命名为FARS-seq（RNA结构的功能分析），有助于确定HIV-1基因组中对二聚化和病毒包装重要的区域。

“在HIV-1研究中，二聚化是包装的先决条件的想法已经讨论了很长时间。然而，其潜在的分子机制尚不清楚。我们的研究提供了高分辨率的信息，允许有针对性的干预。”

Liqing Ye在HIRI的smith实验室进行研究，是当前研究的第一作者。她补充说:“我们能够证明HIV-1的基因组以两种不同的RNA构象存在。其中只有一个涉及基因组包装。在第二种构象中，RNA留在宿主细胞中，翻译成新的病毒蛋白质。因此，这两种构象就像一个分子开关，指导病毒RNA的命运，从而实现病毒复制。”

科学家们发现了调节这两种RNA构象之间平衡的序列。他们的研究阐明了病毒因子与这些区域的结合如何被用来靶向或破坏病毒组装。

Helmholtz研究所的雷德蒙·史密斯(Redmond Smyth)在Würzburg上说:“我们希望能够将这些发现用于基于RNA的抗逆转录病毒药物或改进的基因治疗载体。”他说，在后续的研究中，研究人员现在想确定这些观察结果是否也适用于其他HI病毒株。

人类免疫缺陷病毒(HIV)属于逆转录病毒的大家庭。这些病毒被蛋白质包裹，它们的基因组是由核糖核酸(RNA)组成的。逆转录病毒(如HIV)的一个特征是，每个病毒颗粒由两个RNA基因组的副本组成。HIV-1和HIV-2是已知感染人类的两种病毒变体。目前的研究针对HIV-1，它占所有感染病例的90%以上。