分体病毒双蛋白结构的独立进化起源与模块化适应性研究

《Virus Evolution》：Deconstructing Partitiviridae proteins reveals the evolutionary determinants behind their origin and ecological breadth

　　

摘要

病毒是生物多样性的主要来源之一，然而病毒蛋白塑造宿主范围的具体机制仍不清楚。Partitiviridae 家族的成员为解决这一问题提供了极简模型：尽管它们整体宿主范围广泛，但通常仅编码一种RNA依赖性RNA聚合酶（RdRP）和一种衣壳蛋白（CP）。在本研究中，我们结合序列系统发育分析与这两种蛋白的已解析及AlphaFold预测结构的结构分析，重建了它们的进化轨迹。我们发现，CP具有一个保守的类似呼肠病毒（Reo-like）的壳层核心，同时兼具一个属特异性的高度可变突起（P）结构域。类似地，RdRP保留了保守的催化核心，其末端变异在指状结构域内产生了额外元件。进化分析表明，这两种蛋白是独立起源的：一种祖先性的类似Betapartitivirus的RdRP触发了分体病毒的起源，而一种被重新利用的类似托图ivirus（totivirus）的CP提供了原始衣壳——其痕迹在Epsilonpartitivirus中仍然明显可见。此外，结构和系统发育上的相似性揭示了既有属内的亚聚类，并暗示了三个独立插入事件塑造了P结构域。最终，这一详细的双蛋白框架展示了结构极简性和模块化适应性如何促进病毒的存活与跨界域传播，为分体病毒异常广泛的生态广度提供了结构层面的解释。