非洲豬瘟病毒（ASFV）基因組約有20%的基因編碼蛋白參與病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄和修飾。這種獨特的轉(zhuǎn)錄機(jī)制使ASFV能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)獨立進(jìn)行基因表達(dá)的精確調(diào)控。由于缺乏天然RNA聚合酶復(fù)合物機(jī)器的結(jié)構(gòu)學(xué)信息，ASFV轉(zhuǎn)錄的具體生物過程、組裝和調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

近日，中國科學(xué)院生物物理研究所饒子和、王祥喜研究組在《自然-通訊》（Nature Communications）上在線發(fā)表了題為Transcription Regulation of African Swine Fever Virus: Dual Role of M1249L的研究論文。該研究在ASFV感染的豬巨噬細(xì)胞中分離并解析了病毒RNA聚合酶（vRNAP）的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，包括聚合酶與內(nèi)源DNA的復(fù)合體結(jié)構(gòu)以及聚合酶與病毒蛋白M1249L的復(fù)合體結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，M1249L參與病毒衣殼的組裝并參與vRNAP的構(gòu)成和轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

生物信息學(xué)分析顯示，ASFV編碼8個RNA聚合酶亞基以及與真核生物同源的轉(zhuǎn)錄因子。由于ASFV高致病性，因此ASFV基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄加工酶在病毒組裝過程中的實驗數(shù)據(jù)有限。該研究采用天然提取方法，獲得感染狀態(tài)下ASFV vRNAP的天然構(gòu)象，發(fā)現(xiàn)了參與病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)合體形成的多功能蛋白M1249L。研究通過熒光素酶報告系統(tǒng)驗證了M1249L的功能，發(fā)現(xiàn)了M1249L能夠顯著增加vRNAP活性且具有劑量依賴性。進(jìn)而，研究在冷凍電鏡樣品數(shù)據(jù)中重構(gòu)了M1249L與vRNAP結(jié)合的多種狀態(tài)，揭示了其在感染過程中的豐富動態(tài)性。

ASFV編碼與宿主同源的轉(zhuǎn)錄因子，表明ASFV具有獨立于宿主的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)。該研究在病毒感染后不同時間節(jié)點獲得的vRNAP中均未發(fā)現(xiàn)其他轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，推斷M1249L可能作為感染早期的臨時轉(zhuǎn)錄因子參與病毒基因啟動子的結(jié)合和轉(zhuǎn)錄。基于結(jié)構(gòu)的分析表明，M1249L的C末端結(jié)構(gòu)域可能是vRNAP激活/失活狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)。結(jié)合ASFV vRNAP和M1249L蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)解析和動力學(xué)分析，研究提出了在病毒整個生命周期中控制病毒基因轉(zhuǎn)錄的動態(tài)催化調(diào)節(jié)機(jī)制模型。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院相關(guān)項目的支持。該工作由生物物理所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作完成。

免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章及圖片，目的在于弘揚(yáng)科技創(chuàng)新精神，傳遞更多科技創(chuàng)新信息，宣傳國家科技政策，展示國家科技形象，增強(qiáng)國家科技軟實力，參與國際科技輿論競爭，推廣科技企業(yè)品牌和產(chǎn)品，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權(quán)，請與我們聯(lián)系，我們將第一時間刪除。