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Mol Cell:揭示病毒利用宿主细胞制造子代病毒颗粒的分子机制

来源:本站原创 2019-03-11 20:45

2019年3月11日 讯 /生物谷BIOON/ --病毒往往会依赖宿主细胞进行复制,但病毒是如何诱导宿主转录自身的遗传信息来制造病毒颗粒的呢?几十年来,科学家们一直在研究一种名为λ(lambda)的噬菌体来试图找到答案,近日,一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自柏林夏里特医学院的科学家们利用高分辨率的冷冻电镜技术成功解析了上述过程。

图片来源: Krupp/Charité

没有宿主就没有病毒,尽管病毒能通过宿主外环境来传播扩散,但其仍需要宿主来进行繁殖,病毒缺少复杂的结构来将遗传信息进行转录并转化成为新的病毒颗粒,这也就是为何所有病毒都需要使用宿主细胞的分子结构的原因;长期以来,科学家们一直在研究病毒成功利用宿主细胞功能的机制,如今他们对细菌噬菌体进行了深入研究,噬菌体能依赖细菌宿主细胞来进行繁殖。

此前研究人员发现,λ噬菌体能将自身的遗传信息引入到宿主细胞中,并将其插入到宿主细胞基因组的特殊位点中;RNA聚合酶是一种负责转录遗传信息的蛋白质复合体,其能在细菌基因的末端停止阅读相关信息,并忽略所插入的病毒基因;λ噬菌体能利用一种特殊的技巧,抑制RNA聚合酶终止转录过程,其能引入lambda-N(λN),这是一种微小蛋白,其能吸附到宿主RNA聚合酶上并驱动RNA聚合酶对病毒的基因继续转录;截止到目前为止,研究人员并不清楚λN是如何完成上述过程的,这项研究中,研究人员就利用高分辨率成像技术对RNA聚合酶-λN复合体的3-D结构进行了成像研究,这就能帮助他们清楚地解释λN的作用原理。

文章中,研究人员分别制造出了大型蛋白复合体的各个组分,将这些组分组装后,将其放入一层薄薄的水膜中并对其进行冷冻处理,利用冷冻电镜技术,研究人员从不同角度对蛋白复合体进行了总共70万张图像的分析,随后来计算其三维结构,研究者Ferdinand Krupp解释道,这些结构的本质就告诉我们,小型的病毒λN蛋白能将RNA聚合酶的两部分密封在一起,一旦其到达细菌基因末端的停止信号时就能抑制其发生分裂。

正因为上述作用的存在,RNA聚合酶就能够在抵达病毒基因时继续转录,一旦所有的病毒基因被读取完毕,病毒就能够利用宿主细胞来制造子代病毒,本文研究结果解释了科学家们长期的研究难点,相关研究发现有望帮助研究人员开发新型的抗菌药物。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Ferdinand Krupp,Nelly Said,Yong-Heng Huang, et al. Structural Basis for the Action of an All-Purpose Transcription Anti-termination Factor, Molecular Cell (2019). DOI:10.1016/j.molcel.2019.01.016

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