Mol Cell：SARS-CoV-2或能利用“基因组折纸技术”来感染宿主细胞并进行复制

2020年11月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，发表在国际杂志Molecular Cell上的一篇研究报告中，来自剑桥大学和吉森大学的科学家们通过研究揭示了SARS-CoV-2如何利用基因组折纸技术（genome origami）来成功感染宿主细胞并在其中进行复制，相关研究结果或有望帮助开发靶向作用病毒基因组特殊部位的有效药物，从而治疗COVID-19的感染。

SARS-CoV-2是多种冠状病毒中的一种，所有冠状病毒都拥有自然界中最大的单链RNA基因组的特征，而其基因组中包含了所有病毒需要产生蛋白、躲避宿主免疫系统并在宿主细胞中进行复制的遗传代码，其中大部分信息都被包裹在了病毒感染细胞时其RNA基因组所采用的一种特殊的3-D结构中。研究者表示，当前大部分的研究工作都聚焦在寻找或开发COVID-19的药物和疫苗上，而这些药物或疫苗会靶向作用病毒的特殊蛋白；因为RNA分子的形状对于其功能非常重要，因此直接利用药物来靶向作用RNA从而干扰其结构或许就能阻断病毒的生命周期和复制过程。

图片来源：NIAID

这项研究中，研究人员揭开了宿主细胞中SARS-CoV-2基因组的完整结构，从而就解释了覆盖很长一段基因组区域的RNA-RNA之间的互作网络，尽管相距较远距离，但基因组中的不同功能部分还需要协同作用，而新型的结构数据显示了其是如何实现相互协同作用的，就能够确保冠状病毒的生命周期从而引发宿主患病。研究者Omer Ziv指出，冠状病毒的RNA基因组大约是平均病毒RNA基因组的三倍左右，此前研究人员提出，沿冠状病毒基因组的远距离相互作用对于病毒的复制和蛋白质的产生至关重要，但直到最近研究人员也并未开发出合适的工具来完整描述其之间所发生的相互作用；如今研究人员清楚理解了整个网络的连接性，这或许就有望帮助设计出有效的治疗方法。

在所有细胞中，基因组都保存着能产生特定蛋白的遗传代码，当核糖体沿着RNA分子读取代码直到遇到终止密码子时，蛋白质就会被制造产生；而在冠状病毒中，存在一个特殊的位点，核糖体仅有50%的时间会停止在“停止信号”前，在另外50%的情况下，一种独特的RNA形状会帮助核糖体跳跃停止信号标志，并产生额外的病毒蛋白。通过绘制这种特殊RNA的结构以及参与其结构形成的长程相互作用，研究或许就能阐明冠状病毒到底是如何产生特殊蛋白质来操控宿主细胞的。

研究者Lyudmila Shalamova说道，SARS-CoV-2 RNA的不同部分之间的相互作用会发生在彼此相距较远的地方，这样在SARS-CoV-2早期复制期间研究人员就能够监测这些相互作用了，此外，文章中研究人员还开发出了一种免费、开放访问的交互式网站，其中就包含了SARS-CoV-2的RNA结构，这或许就能帮助研究人员在全球广泛使用这些新数据来进行药物开发，从而实现对病毒RNA基因组特定区域的靶向作用。

大部分的人类病毒基因组是由RNA而并非DNA组成，研究人员所开发的方法能够调查宿主细胞内病毒RNA基因组的长程相互作用，从而也能够更好地帮助理解寨卡病毒的基因组特性，也为理解SARS-CoV-2感染宿主细胞提供有价值的方法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Omer Ziv，Jonathan Price，Lyudmila Shalamova, et al, The short- and long-range RNA-RNA Interactome of SARS-CoV-2, Molecular Cell (2020). DOI: 10.1016/j.molcel.2020.11.004