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上海巴斯德研究所钱志康组在巨细胞病毒晚期基因转录调控机制研究方面取得进展
at :2018/8/6 10:41:59    

近日,中科院上海巴斯德研究所钱志康研究组在国际病毒学杂志Journal of Virology上在线发表了题为“Murine Cytomegalovirus Protein pM91 Interacts with pM79 and Is Critical for Viral Late Gene Expression”的论文,报道了在巨细胞病毒晚期基因转录调控机制研究方面取得的重要进展。该文章将被杂志作为亮点文章进行特别推荐。

文章链接:http://jvi.asm.org/content/early/2018/07/06/JVI.00675-18.long
 

人巨细胞病毒(human cytomegalovirus, HCMV)是β-疱疹病毒亚群的一个典型代表,其感染在人群中广泛存在。对于免疫力低下的个体,例如新生儿、艾滋病患者、器官移植术受者和癌症患者,HCMV感染后果严重甚至可危及患者生命。HCMV感染存在严格的种属特异性,所以常采用小鼠巨细胞病毒(murine cytomegalovirus, MCMV)作为替代模型。在CMV裂解期复制过程中,病毒基因呈时序性表达,分为即刻早期基因,早期基因和晚期基因。研究发现CMV晚期基因的表达受病毒DNA复制的调控,同时也需要一些反式激活因子的参与(1)。在β-和γ-疱疹病毒中有6个保守的病毒反式激活因子(viral transactivation factors, vTFs)参与了晚期基因的表达调控(2),但具体的调控机制尚不完全清楚。

 

本研究中,研究者们通过免疫共沉淀技术证明MCMV 的6个vTFs通过一定的相互作用组成了一个复合物(图1),其中pM91-pM79之间的相互作用对整个复合物的组成是重要的。另外,研究者们通过基于内含肽剪接的蛋白质稳定性调控(intein-mediated modulation of protein stability, imPS)系统(3)成功得到pM91缺陷突变体(图2),发现pM91缺失会抑制病毒晚期基因的表达及病毒的生长,但几乎不影响病毒DNA的复制。最后,研究者们发现pM91的4个氨基酸残基(E61、D62、D89和D96)对pM91-pM79相互作用是重要的,在病毒基因组中引入双突变E61A/D62A或D89A/D96A可阻止病毒扩增,由此推测pM91-pM79相互作用可能是调控病毒晚期基因的转录所必需的(图3)。

 

图1. MCMV 病毒晚期基因转录复合物的模型。

 

图2. 利用imPS系统构建pM91缺陷病毒SMdd91。

 

图3. pM91-pM79相互作用对MCMV病毒生长是必需的。

 

该研究初步阐明了巨细胞病毒晚期基因转录调控复合物的组成方式,证明了病毒蛋白pM91和pM79之间的相互作用对复合物的形成及病毒正常生长是重要的,并发现了pM91中参与pM91-pM79相互作用的重要氨基酸残基,为研发新一代抗巨细胞病毒的疫苗和治疗药物提供线索。

 

中科院上海巴斯德研究所钱志康研究员和宣宝琴副研究员为共同通讯作者,博士研究生潘登为第一作者。本研究得到了国家自然科学基金以及科技部重点研发项目的资助。后续关于MCMV和HCMV晚期基因转录调控的研究正在进行中。 

 

参考文献:

1. Isomura H, Stinski MF. 2013. Coordination of late gene transcription of human cytomegalovirus with viral DNA synthesis: recombinant viruses as potential therapeutic vaccine candidates. Expert Opin Ther Targets 17:157-66.

2. Gruffat H, Marchione R, Manet E. 2016. Herpesvirus Late Gene Expression: A Viral-Specific Pre-initiation Complex Is Key. Front Microbiol 7:869.

3. Pan D, Xuan B, Sun Y, Huang S, Xie M, Bai Y, Xu W, Qian Z. 2016. An intein-mediated modulation of protein stability system and its application to study human cytomegalovirus essential gene function. Sci Rep 6:26167. 

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