合成生物催化剂:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe8526

RNA的多功能性源于其编码遗传信息和形成复杂的三维结构的能力。RNA病毒利用这些特征,使用结构化的RNA元件来操纵宿主机器并调节基本的病毒侵染过程。此类RNA元件存在于多种病毒进化分枝中,如黄病毒、慢病毒、冠状病毒、甲病毒和小核糖核酸病毒,其中通常单个RNA元件可执行多种功能。我们对此类RNA的理解是初级的,部分原因是许多RNA原件构象动态变化的,因此难以在结构上表征。由于它们的动态结构,这些元件的结晶也很困难,并且由于分子量限制,核磁共振通常难以处理全功能RNARNA-蛋白质复合物。因此,病毒RNA的结构-功能规则及其与宿主机器的相互作用尚不清楚。

病毒使用RNA结构的一种有效方式是模拟细胞tRNA。此外,HIV-1 RNA基因组包含一个tRNA样元件,该元件结合赖氨酰-tRNA合成酶并有利于释放结合的tRNA-Lys3,这是HIV逆转录的引物。这些和其他例子表明tRNA模拟在不同病毒中的重要性,包括一些导致人类疾病的病毒。雀麦花叶病毒几十年来一直作为理解RNA结构-功能关系的模型系统,但直到现在它的三维结构仍未解析。

近日science上报道了来自科罗拉多大学安舒茨医学院的Jeffrey S. Kieft课题组使用冷冻电子显微镜,可视化了这种神秘的tRNA样结构病毒的结构,题目为“A viral RNA hijacks host machinery using dynamic conformational changes of a tRNA-like structure”。这种病毒的tRNA样结构影响病毒的复制、翻译、和基因组衣壳化。单独的病毒tRNA样结构和与酪氨酰-tRNA合成酶结合的复合物结构表明这种55kDatRNA模拟物经历了较大的构象重排以与tRNA显著不同的形式结合酪氨酰-tRNA合成酶。作者的研究揭示了病毒RNA如何使用静态和动态RNA结构的组合通过高度非规范相互作用结合宿主机器。作者的研究强调了冷冻电镜在剖析涉及功能的动态过程方面的潜力。

(吴联 摘译)


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