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)可以幫助人們開發(fā)治療藥物或疫苗,對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,有超過一億人受到了這種病毒的感染。許多患者會感到頭疼、疼痛和發(fā)燒,也有一些患者會出現(xiàn)威脅生命的癥狀,其體內(nèi)的小血管開始滲漏。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特RNA進而引發(fā)疾病的具體過程。
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胞并進行增殖。發(fā)表在eLife雜志上的文章顯示,這些病毒會在感染過程中形成特殊的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),宿主細胞的核酸外切酶Xrn1無法完全降解病毒RNA,結(jié)果就形成了上述sfRNA。他們對這種RNA進行結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)sfRNA具有五個獨立的折疊結(jié)構(gòu),其中兩個與它們抵抗降解的能力有關(guān)。研究顯示,干擾這些折疊會減少sfRNA的形成,這說明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病毒RNA的完全降解呢?為了解決這一問題,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)時無法將其解開,也就無法行使正常功能。
這是人們首次觀察到這樣的RNA結(jié)構(gòu),它的獨特性使其能夠成為新藥開發(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,理解它們對降解的抵抗機制,可以幫助人們開發(fā)相應(yīng)的治療藥物或疫苗。