江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

新冠病毒|细化新冠病毒RNA基因组的结构

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）是一种单链RNA冠状病毒 ， 它的出现引起全球范围内迅速蔓延的新型冠装病毒肺炎疫情（COVID-19） 。 当前 ， 尚无有效的抗病毒药物或是疫苗 。 此外 ， 我们对SARS-CoV-2的了解还很有限 ， 在一定程度上阻碍当前治疗方法的开发进展 。
与其他RNA病毒一样 ， SARS-CoV-2的RNA结构对调节病毒复制、基因表达至关重要 。 尽管最近有些研究发表了SARS-CoV-2基因组与转录组数据 ， 但目前针对SARS-CoV-2中RNA结构的预测数据相对较少 ， 而且大多推定的调控序列尚未鉴定 。
美国怀特黑德生物医学研究所的研究团队使用硫酸二甲酯（DMS）探针来探测SARS-CoV-2 RNA基因组的二级结构 。 同时 ， 还揭示了病毒内一些主要药物靶点结构的显著差异 。
已有的研究结果显示 ， SARS-CoV-2的5'UTR、3'UTR和移码刺激元件（FSE）在病毒复制周期中起到至关重要的作用 。 它们的结构也已通过实验数据以及RNAse探针和核磁共振（NMR）光谱技术得出 。 FSE在开放阅读框ORF1a/ORF1b边界附近 ， 起到将核糖体阅读框移码1个核苷酸的作用 。 这样 ， FSE可以绕过ORF1a末端的终止密码子 ， 为暴露ORF1b编码的蛋白 ， 如病毒RNA依赖性RNA聚合酶（RdRP）提供了机会 。 对许多病毒来说 ， 移码元件若发生微小变化都会导致基因组RNA以及感染所需的病毒剂量发生急剧变化 。 因此 ， FSE亦成为主要的靶标之一 。 此外 ， FSE在细胞内会形成两种不同的结构 ， 但是还需要进一步的研究来验证它们是否通过将核糖体停在光滑的位置而不是远离光滑的位置而有助于移码效率 。
新冠病毒|细化新冠病毒RNA基因组的结构
本文图片

研究人员将DMS添加到受感染的细胞中 ， 并进行测序突变分析 。 因DMS在体内可以快速与未配对的腺嘌呤和胞嘧啶配对 ， 研究人员在5'UTR中发现了5个茎环（SL） ， 并在ORF1a的起点附近发现了3个茎环 。 它们具有不同的重要功能：SL1是病毒复制所必需的；SL2是该区域中最保守的 ， 参与病毒复制；SL3包含不连续转录所需的前导转录调控序列（TRS） 。 SL4负责合成sgRNA ， 在上游和下游茎环之间保持适当的间隔 。
该研究还表明 ， 核衣壳蛋白参与了TRS的结合和释放 ， 使其发挥功能 。 如果TRS的稳定性发生改变 ， 则可能会降低其与核衣壳蛋白的亲和力 ， 进而改变sgRNA的表达 。 因此 ， 核衣壳蛋白可能是另一个治疗靶标 。
总之 ， 研究人员在整个基因组中发现了几个主要的RNA结构 ， 同时还提出了一种新型的FSE模型 ， 后期研究人员还将继续深入阐明FSE的替代结构到底是通过何种机制以及何种程度来调控ORF1ab翻译的 ， 以及FSE是否能在细胞中折叠成为一种假结（pseudoknot）结构 。
【新冠病毒|细化新冠病毒RNA基因组的结构】新冠病毒|细化新冠病毒RNA基因组的结构
本文图片


    推荐阅读


    上一篇：沉香没味道？总有一个原因戳痛你！

    下一篇：星月菩提子的用橄榄油保养怎么样？怎么盘比较好