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病毒利用宿主细胞中关键蛋白进行繁殖的分子机制

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发表于 2018-4-10 10:26:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

病毒有着非常有限的基因,因此其必须利用宿主细胞的细胞器来促进其复制繁殖,近日,一项刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中,来自乌普萨拉大学的科学家们通过研究发现了许多病毒能在细胞中进行运输的特殊宿主蛋白,相关研究或为研究人员后期开发新型广谱的抗病毒疗法提供希望。

图片来源:www.phys.org

随着现代DNA测序技术的发展,科学家们能够非常容易地在一个有机体中鉴别出所有编码蛋白质的基因,然而他们常常却无法有效理解这些蛋白质的细胞功能,文章中,研究人员就重点对一种名为ZC3H11A的人类基因进行了深入研究,长达20年时间研究人员一直并不清楚该基因功能的重要性,Shady Younis博士说道,很多年以来我们一直非常感兴趣对该基因进行研究,最终我们利用CRISPR-Cas9基因编辑技术实现了在人类细胞系中失活该基因,然而,ZC3H11A基因的失活似乎并未产生太大效应,这就表明,该基因似乎对人类细胞的生长并不必要。

随后研究人员想尝试去研究病毒感染缺失ZC3H11A基因的细胞会出现什么反应,让他们吃惊的是,相比表达该基因的细胞而言,缺失该基因的细胞中腺病毒的生长发生了明显降低,这一偶然发现似乎就是一个很好的例子,其或许能够促进研究人员继续深入研究人类细胞中ZC3H11A基因对于病毒感染的作用。

研究者表示,至少有4种不同的病毒(腺病毒、流感病毒、HIV和单纯疱疹病毒)都会依赖ZC3H11A基因来生长,这些病毒需要该基因来将病毒的RNA从细胞核运输到宿主细胞质中,当病毒被释放到细胞外感染新的宿主细胞之前,病毒蛋白常常会在宿主细胞质中进行合成。ZC3H11A是一种压力诱导的RNA结合蛋白,这似乎是细胞应对压力的一种前所未有的部分新机制。

研究者Goran Akusjarvi表示,我们的观察结果表明,在病毒感染期间增加ZC3H11A蛋白的水平或许是一个让人非常惊讶的研究发现,因为病毒通常会通过关闭宿主蛋白质的产生来支持病毒繁殖;我们的研究结果显示,在压力发生期间,核复制病毒能够拦截一种被激活的RNA运输细胞机制。

所有脊椎动物机体都有ZC3H11A基因,而且该基因在所有人类细胞中都进行表达,因此毫无置疑,该基因的确有着非常重要的功能,然而,实际上,其似乎对于细胞生长并不重要,但却对于多个病毒的繁殖非常重要,这或许就能使得该基因成为科学家们开发广谱抗病毒疗法的新型靶点。

最后研究者Leif Andersson说道,如今我们迫切需要开发出新型的抗病毒疗法,这正如我们冬天所经历的严重流感一样,目前我们的主要目标就是检测是否能有效阻断病毒利用宿主细胞中ZC3H11A蛋白质的功能,如果在活体动物中证明能够损伤病毒生长的话,那么或许在其它细胞中也能够证实该结果,这对于后期开发新型抗病毒疗法或许非常重要。


(生物谷Bioon.com)


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 楼主| 发表于 2018-4-10 10:27:29 | 显示全部楼层
Multiple nuclear-replicating viruses require the stress-induced protein ZC3H11A for efficient growth

Shady Younis, Wael Kamel, Tina Falkeborn, Hao Wang, Di Yu, Robert Daniels, Magnus Essand, Jorma Hinkula, Göran Akusjärvi and Leif Andersson

The zinc finger CCCH-type containing 11A (ZC3H11A) gene encodes a well-conserved zinc finger protein that may function in mRNA export as it has been shown to associate with the transcription export (TREX) complex in proteomic screens. Here, we report that ZC3H11A is a stress-induced nuclear protein with RNA-binding capacity that localizes to nuclear splicing speckles. During an adenovirus infection, the ZC3H11A protein and splicing factor SRSF2 relocalize to nuclear regions where viral DNA replication and transcription take place. Knockout (KO) of ZC3H11A in HeLa cells demonstrated that several nuclear-replicating viruses are dependent on ZC3H11A for efficient growth (HIV, influenza virus, herpes simplex virus, and adenovirus), whereas cytoplasmic replicating viruses are not (vaccinia virus and Semliki Forest virus). High-throughput sequencing of ZC3H11A–cross-linked RNA showed that ZC3H11A binds to short purine-rich ribonucleotide stretches in cellular and adenoviral transcripts. We show that the RNA-binding property of ZC3H11A is crucial for its function and localization. In ZC3H11A KO cells, the adenovirus fiber mRNA accumulates in the cell nucleus. Our results suggest that ZC3H11A is important for maintaining nuclear export of mRNAs during stress and that several nuclear-replicating viruses take advantage of this mechanism to facilitate their replication.

http://www.pnas.org/content/early/2018/03/30/1722333115
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