Science發(fā)現(xiàn)RNA全新結(jié)構(gòu)，可抵抗酶降解
日期：2014-04-21 09:12:06
美國(guó)科羅拉多大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在黃病毒（flavivirus）中發(fā)現(xiàn)了一種全新的RNA結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)允許RNA抵抗宿主核酸外切酶的降解。這一發(fā)現(xiàn)可以幫助人們開(kāi)發(fā)治療藥物或疫苗，對(duì)抗那些致病性的黃病毒，例如登革熱病毒、西尼羅病毒、黃熱病病毒和乙型腦炎病毒等等。
據(jù)介紹，世界上約有40%的人面臨著被攜帶登革熱病毒的蚊子叮咬的風(fēng)險(xiǎn)，有超過(guò)一億人受到了這種病毒的感染。許多患者會(huì)感到頭疼、疼痛和發(fā)燒，也有一些患者會(huì)出現(xiàn)威脅生命的癥狀，其體內(nèi)的小血管開(kāi)始滲漏。由于致病性黃病毒（例如西尼羅病毒）能夠在世界范圍內(nèi)快速傳播，這類病毒一直被認(rèn)為是一種危險(xiǎn)的病原體。
現(xiàn)在，副教授Jeffrey S. Kieft及其同事分別在eLife和Science雜志上發(fā)表文章，解析了黃病毒生成獨(dú)特RNA進(jìn)而引發(fā)疾病的具體過(guò)程。
登革熱病毒和其他親緣較近的病毒（例如西尼羅病毒和乙型腦炎病毒）都擁有單鏈RNA基因組，它們能夠接管受到感染的宿主細(xì)胞并進(jìn)行增殖。發(fā)表在eLife雜志上的文章顯示，這些病毒會(huì)在感染過(guò)程中形成特殊的sfRNA（short flaviviral RNA），幫助自己躲避宿主的免疫系統(tǒng)，從而引發(fā)相關(guān)疾病。
研究人員發(fā)現(xiàn)，宿主細(xì)胞的核酸外切酶Xrn1無(wú)法完全降解病毒RNA，結(jié)果就形成了上述sfRNA。他們對(duì)這種RNA進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)sfRNA具有五個(gè)獨(dú)立的折疊結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)與它們抵抗降解的能力有關(guān)。研究顯示，干擾這些折疊會(huì)減少sfRNA的形成，這說(shuō)明RNA結(jié)構(gòu)與sfRNA生成有著直接的關(guān)聯(lián)。
究竟是什么阻止了宿主酶對(duì)病毒RNA的完全降解呢？為了解決這一問(wèn)題，研究人員利用X射線晶體衍射，揭示了抗性RNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并將研究結(jié)果發(fā)表在本期的Science雜志上。他們發(fā)現(xiàn)，sfRNA 的Xrn1抗性片段上，折疊出了一種全新的假結(jié)結(jié)構(gòu)（pseudoknot）。宿主Xrn1在遇到這種結(jié)構(gòu)時(shí)無(wú)法將其解開(kāi)，也就無(wú)法行使正常功能。
這是人們首次觀察到這樣的RNA結(jié)構(gòu)，它的獨(dú)特性使其能夠成為新藥開(kāi)發(fā)的良好靶標(biāo)。研究人員指出，形成假結(jié)的RNA出現(xiàn)在許多不同類型的黃病毒中，理解它們對(duì)降解的抵抗機(jī)制，可以幫助人們開(kāi)發(fā)相應(yīng)的治療藥物或疫苗。
