Thogoto病毒的RNA轉錄和復制機制獲揭示
近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員熊曉犁團隊與廣州國家實驗室研究員陳新文團隊合作，在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助下，研究揭示了正黏病毒科Thogoto病毒的RNA轉錄和復制機制。相關成果發表于《自然-通訊》。
RNA的轉錄和復制是RNA病毒生命周期中至關重要的步驟。然而，這些過程受到宿主細胞的嚴格監控。Thogoto virus是正粘病毒家族中的一個重要的屬。其成員以多種蜱蟲為載體，有證據顯示該屬病毒能夠較為高效地跨種感染多種哺乳動物。有研究表明，Thogoto virus屬最早發現的成員-Thogoto病毒（THOV）轉錄的mRNA雖然具有帽子結構但缺少流感病毒中由帽子搶奪機制引入的10-14核苷酸長的異源5'序列，這使得其RNA轉錄機制存在謎團。
該研究中，通過單顆粒冷凍電鏡技術，研究人員捕獲了THOV聚合酶在RNA合成過程中的十個不同的構象。這些結構重現了THOV?RNA聚合酶在RNA轉錄和復制過程中的結構細節與多樣的構象變化。重要的是，這些結構顯示THOV聚合酶可以分別以有帽和無帽的二核苷酸引物啟動RNA轉錄和復制。
結合THOV聚合酶的帽子結合和核酸內切酶結構域沒有活性的現象，研究發現提示，THOV聚合酶的帽子搶奪機制可能是非工作的，THOV可能利用細胞產生的有帽二核苷酸作為引物啟動mRNA的轉錄合成。這些發現與流感病毒聚合酶帽子搶奪機制依賴的mRNA轉錄機制形成了鮮明對比。
正黏病毒聚合酶也需要合成無帽的RNA產物進行病毒RNA基因組的復制。宿主因子酸性核蛋白-ANP32已被證明在流感病毒的RNA復制過程中介導聚合酶形成一種非對稱聚合酶二聚體，其中一個聚合酶用于合成產物RNA，而另一個聚合酶用于接收產物RNA。因此ANP32對流感的RNA復制過程至關重要。
該研究卻發現，THOV聚合酶僅進行產物RNA合成便能誘導聚合酶構象改變形成不對稱二聚體，不需任何宿主因子的介導。這也與流感病毒聚合酶的RNA合成機制形成鮮明對比。通過系列生化和細胞實驗，研究人員確認了與流感病毒不同，THOV聚合酶的RNA合成在人細胞中對宿主因子ANP32A/B/E的依賴性很弱，可能是其能夠較為高效地跨種感染多種哺乳動物的原因之一。
該研究從結構、生化和細胞活性層面，展示了THOV聚合酶在RNA合成和宿主因子利用方面相對于流感病毒的獨特性。其對宿主因子ANP32的弱依賴性一定程度地解釋了Thogotovirus屬較廣的感染譜，推進了對流感病毒等正黏病毒跨種傳播分子機制的理解。
論文共同通訊作者熊曉犁表示，其研究擴展了現有的主要從流感病毒研究中建立的正粘病毒RNA合成機制，有助于歸納這類重要病毒的RNA合成共性機制，為后續廣譜抗病毒藥物的開發提供信息。
