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EMBO J.:锌指抗病毒蛋白ZAP新机制

来源:中科院生物物理所 2012-10-15 13:49

2012年9月28日,EMBO J.杂志在线发表了生物物理所高光侠实验室的最新研究成果,题为Translational repression precedes and is required for ZAP-mediated mRNA decay。该成果揭示了宿主抗病毒蛋白ZAP通过翻译抑制和促进mRNA降解两种方式抑制病毒mRNA表达,翻译抑制发生在mRNA降解之前,并为RNA降解所必须。

ZAP是高光侠研究员于2002年报道发现的宿主抗病毒因子。高光侠课题组在ZAP抗病毒作用机理研究方面已经发表了一系列论文。ZAP的表达能够特异性抑制多种疾病相关病毒的复制,包括艾滋病病毒(HIV-1),埃博拉病毒(Ebola virus)和辛德比斯病毒(SINV)等。之前的研究表明,ZAP直接结合靶病毒mRNA的特异序列,招募细胞内RNA降解机器,分别从mRNA 5’和3’端对靶mRNA进行降解。

最新研究发现,ZAP除了能够促进靶病毒mRNA降解,还能够抑制mRNA的翻译。进一步研究发现,ZAP能够结合翻译起始因子eIF4A,从而干扰了eIF4A和eIF4G的相互作用。mRNA翻译起始需要翻译起始因子eIF4A和eIF4G的相互作用,因此ZAP通过破坏二者相互作用而抑制了靶mRNA的翻译。随后的实验表明,ZAP对mRNA的翻译抑制功能独立于mRNA降解。翻译抑制发生在mRNA降解之前,并为mRNA降解所必须。

该工作进一步揭示并完善了ZAP这种重要宿主抗病毒因子的作用机制,拓展了人们对宿主与病毒间相互作用的认识;另一方面,翻译抑制和RNA降解是两种重要的转录后基因表达调控机制,二者之间的具体关系一直未曾全面深入阐明。该研究以ZAP和靶mRNA之间的作用为研究对象,揭示了ZAP介导的翻译抑制和mRNA降解之间的关系,有助于更深入了解真核生物中转录后基因表达的调控机制。

该项工作与美国哥伦比亚大学Stephen Goff实验室合作完成,得到科技部、卫生部、自然科学基金等资助。(生物谷Bioon.com)

Translational repression precedes and is required for ZAP-mediated mRNA decay

Zhu Y, Wang X, Goff SP, Gao G.

Translational repression and mRNA degradation are two major mechanisms for post-transcriptional regulation of gene expression. The detailed relationship between these two processes is not yet well established. Zinc-finger antiviral protein (ZAP) inhibits the replication of certain viruses, including human immunodeficiency virus 1, by binding directly to specific viral mRNAs and recruiting cellular mRNA degradation machinery to degrade the target mRNA. Here, we report that ZAP also inhibits the translation of target mRNAs by interfering with the interaction between translational initiation factors eIF4G and eIF4A. Furthermore, we provide evidence that translational repression is required for mRNA degradation and that blocking the degradation of target mRNAs does not affect ZAP-mediated translational repression. We conclude that ZAP can both repress translation and promote degradation of target mRNA, and that translational repression precedes and is required for mRNA degradation.

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