Nat Commun：揭示IP6分子在劳斯肉瘤病毒衣壳组装中起着重要作用

2021年6月18日讯/生物谷BIOON/---了解病毒生命周期的每一个步骤对于确定潜在的治疗靶标至关重要。如今，在一项新的研究中，来自奥地利科学技术研究所的研究人员能够展示一种来自逆转录病毒家族（HIV病毒也属于逆转录病毒家族）的病毒---劳斯肉瘤病毒（Rous sarcoma virus, RSV）---如何保护它的遗传信息并变得具有传染性。此外，他们还展示了这种病毒的一种意想不到的灵活性。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Structure of the mature Rous sarcoma virus lattice reveals a role for IP6 in the formation of the capsid hexamer”。

病毒是完美的分子机器。它们的唯一目标是将它们的遗传物质插入健康的细胞中，从而进行增殖。由于具有致命的精确性，它们可以导致数百万人死亡的疾病，并使世界处于紧张状态。这样的一个例子是导致全球艾滋病流行的HIV病毒。尽管近年来取得了进展，但仅在2019年就有69万人因感染HIV而死亡。论文第一作者、奥地利科学技术研究所Florian Schur团队的博士后研究员Martin Obr说，“如果你想了解敌人，你必须了解它所有的朋友。”因此，他与他的同事们一起研究一种与HIV同属一个家族的病毒---劳斯肉瘤病毒，它是一种在家禽中引起癌症的病毒。在它的帮助下，他如今对一种小分子在这些类型的病毒的组装中所扮演的重要角色有了新的认识。

保护病毒蓝图

在这项新的研究中，Schur团队与康奈尔大学和密苏里大学的合作者一起将重点放在逆转录病毒复制的后期阶段。Obr解释说，“从一个被感染的细胞到能够感染另一个细胞的成熟病毒颗粒，这是一条漫长的道路。”一个新的病毒颗粒从细胞中出芽，处于不成熟、没有传染性的状态。然后，它在它的遗传信息周围形成一个保护性的外壳，即所谓的衣壳，并变得具有传染性。这个保护性外壳由衣壳蛋白（capsid protein）组成，该蛋白可组装成六聚体和一些五聚体。这些作者发现，一种名为肌醇六磷酸（Inositol hexakisphosphate, IP6）的小分子在稳定化劳斯肉瘤病毒内的蛋白外壳方面发挥着重要作用。

IP6在体外和细胞内对RSV的影响，图片来自Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-23506-0。

Schur说，“如果这种保护性外壳不稳定，这种病毒的遗传信息可能会过早释放，并将被破坏，但是如果它太稳定，它的基因组根本无法释放出来，因而变得毫无用处。”在之前的一项研究中，他和他的同事们能够证实IP6在HIV的组装过程中很重要。如今，该团队证明了它在其他逆转录病毒中的重要性，这就表明这种小分子在逆转录病毒的生命周期中是多么重要。

Obr说，“当建造一辆汽车时，你有所有较大的金属部件，如引擎盖、车顶和车门---螺丝钉连接着所有的部件。在我们的例子中，较大的部件是衣壳蛋白，而IP6分子是螺丝钉。”

意想不到的灵活性

通过进一步开发低温电子断层扫描技术---一种允许科学家们在自然状态下观察极小样本的技术，该团队能够观察到由劳斯肉瘤病毒的衣壳蛋白形成的形状是多么的多变。Obr说，“如今我们问自己：为什么这种病毒会改变它的衣壳的形状？它在适应什么？”在同一类型的病毒中，不同的衣壳形状可能表明病毒颗粒传染性的差异。Schur说，“无论发生什么，都是有原因的，但目前还没有明确的答案。进一步开发技术以探究这些高度优化的病原体，对科学家来说仍然是一项具有挑战性和吸引力的任务。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Martin Obr et al. Structure of the mature Rous sarcoma virus lattice reveals a role for IP6 in the formation of the capsid hexamer. Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-23506-0.