痘病毒诱导宿主翻译关闭过程中特异性宿主与病毒 mRNA 的非经典翻译起始模式及其机制研究

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Nature Microbiology 20.5

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  病毒抑制宿主蛋白合成(宿主关闭)却维持自身翻译的机制尚不明确。研究人员通过 RNAseq 和多聚核糖体分析发现,痘苗病毒(VacV)诱导关闭时,宿主JUN等少数 mRNA 蛋白丰度增加,病毒 mRNA 翻译依赖 RACK1 和 eIF3,且二者对 eIF3 依赖差异与 5′非翻译区结构有关,揭示了病毒传播关键机制。

  
在痘病毒诱导的宿主翻译关闭过程中,特定宿主和病毒 mRNA 通过不同的非经典起始模式继续翻译,部分原因是核糖体活性改变,以产生支持病毒传播的宿主和病毒蛋白。
许多病毒会有效抑制宿主蛋白合成(即宿主关闭),同时采用策略维持自身翻译。某些宿主 mRNA 为何及如何在感染后期继续翻译仍不清楚。本研究利用 RNA 测序(RNAseq)和多聚核糖体分析(polysome profiling)显示,在痘苗病毒(VacV)诱导的翻译关闭期间,若干宿主 mRNA 的多聚核糖体占有率增加,但仅少数(主要是编码 Jun 转录因子的JUN)在多种细胞系中导致蛋白丰度增加。病毒 mRNA 的翻译依赖小核糖体蛋白 —— 活化 C 激酶 1 受体(RACK1)和真核起始因子(eIF3),而 Jun 的产生并非必需。这些对 eIF3 的不同依赖性与病毒和JUN mRNA 结构不同的 5′非翻译区(5′ untranslated regions)相关。未感染或 VacV 感染细胞的 40S 核糖体冷冻电镜(Cryo-electron microscopy)结构显示,感染期间,当与 eIF3 结合时,含 RACK1 的 40S 头部结构域的旋转范围扩大。研究数据揭示了感染后期与 eIF3 结合的 40S 核糖体如何重塑,以及在宿主关闭期间出现的不同翻译起始策略,以产生痘病毒传播所需的宿主和病毒蛋白。

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