揭秘甲型流感病毒 “帮凶” 与 “克星”:发现 RC3H1 可抑制病毒复制

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Virology Journal 4

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  甲型流感病毒(IAV)危害大且难以防控。为探究其与宿主蛋白相互作用,研究人员通过 3 阶段计算流程和细胞实验,发现 5 种 C3H 锌指蛋白能与 IAV 的 NS1 蛋白结合,其中 RC3H1 可抑制 PR8 IAV 在 H1299 细胞中的复制,为防控 IAV 提供新思路。

  在病毒的世界里,甲型流感病毒(Influenza A virus,IAV)就像一个狡猾的 “侵略者”,频繁引发季节性流行甚至全球性大流行,给人类健康带来极大威胁。IAV 基因组易突变,还能在不同物种间传播,现有手段很难将其根除。而且,病毒会通过表达多种蛋白,劫持宿主细胞的 “内部机制”,完成自身的生命周期。其中,非结构蛋白 1(NS1)在这个过程中扮演着重要角色,它就像病毒的 “帮凶”,能抑制宿主的免疫反应,促进病毒的复制和传播。然而,科学家们对 IAV 与宿主蛋白之间的相互作用机制还未完全明晰,这就好比在与病毒的战斗中,我们还没摸清敌人的全部战术。为了更好地了解这场 “病毒与宿主的战争”,来自新加坡国立大学(National University of Singapore)、南洋理工大学(Nanyang Technological University)等机构的研究人员开展了一项研究,相关成果发表在《Virology Journal》上。
研究人员运用了多种技术方法来揭开这场 “战争” 的秘密。在计算预测方面,他们采用了三阶段的计算流程,通过结构折叠进行结构域分配、运用结构域相互作用统计势(DISPOT)预测结构域 - 结构域相互作用,再利用人类 - 病毒蛋白 - 蛋白相互作用网络服务器(HVPPI)对预测结果进行优化。在细胞实验方面,他们进行了共免疫沉淀(co - IP)实验,验证蛋白之间的相互作用;通过免疫荧光实验观察蛋白的定位;还利用 RNA 干扰(RNAi)技术,研究特定蛋白对病毒复制的影响。

研究人员首先通过三阶段计算流程,预测出 21 种含有 C3H 锌指(C3H - ZF)结构域的人类蛋白可能是 NS1 的结合蛋白。为了验证这一预测,他们挑选了得分最高的 7 种蛋白进行共免疫沉淀实验。结果发现,其中 5 种蛋白(包括已知的 NS1 结合蛋白 CPSF30 以及新发现的 MKRN1、RC3H1、ZC3H8 和 ZC3H18)确实能与 NS1 结合,这表明该计算流程具有较高的准确性,但也存在一些误判的情况。

接着,研究人员对新发现的 NS1 结合蛋白的定位进行了研究。通过免疫荧光和亚细胞分级实验,他们发现 RC3H1 和 MKRN1 在细胞核和细胞质中都有分布,而且 IAV 感染会使 RC3H1 向细胞核的转运增加,但对 MKRN1 的定位没有明显影响。这暗示着 RC3H1 和 MKRN1 可能通过不同的机制与 NS1 相互作用,影响病毒的复制过程。

最后,研究人员聚焦于 RC3H1,深入探究它在病毒复制中的作用。他们利用 RNAi 技术敲低 H1299 细胞中的 RC3H1 表达,然后用 PR8 病毒感染细胞。结果显示,敲低 RC3H1 后,病毒的产量显著增加,这说明 RC3H1 是一种抗病毒宿主因子,能够抑制 IAV 的复制。

在讨论部分,研究人员指出,虽然他们的计算流程能够快速预测病毒 - 宿主相互作用,但仍存在一些假阳性结果,未来需要进一步优化算法,比如引入对接算法等,提高预测的准确性。对于新发现的 NS1 结合蛋白,它们与 NS1 的作用机制还需要更深入的研究。特别是 RC3H1,虽然确定了它具有抗病毒作用,但它与 NS1 的结合强度较弱,而且可能存在其他补偿机制,如 RC3H1 的同源蛋白 RC3H2 可能也参与了对 IAV 复制的调控。未来需要进一步研究 RC3H1 与不同 IAV 毒株的 NS1 蛋白的相互作用,以及其抗病毒活性在不同毒株中的保守性。

总的来说,这项研究意义重大。它不仅发现了多个与 IAV 的 NS1 蛋白相互作用的宿主蛋白,为理解 IAV 的致病机制提供了新的视角,还确定了 RC3H1 作为抗病毒宿主因子的作用,为开发新型抗流感病毒药物和治疗策略提供了潜在的靶点。在这场与甲型流感病毒的 “持久战” 中,研究人员的发现为我们提供了新的 “武器” 和 “战术”,让我们离战胜病毒又近了一步。

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