埃博拉病毒的关键蛋白质利用人体细胞中的分子触发器来改变形状

2024-09-20 01:17来源:本站

  

  

  人类基因组包含了制造成千上万种蛋白质的指令。每一种蛋白质都折叠成精确的形状,生物学家被告知,确定的形状决定了蛋白质的预定功能。数以万计的奇异形状驱动着数以万计的所需功能。

  在一项新的《细胞报告》研究中,拉霍亚免疫学研究所的研究人员展示了埃博拉病毒是如何找到一种不同的方式来完成任务的。这种病毒只编码八种蛋白质,但在其生命周期中需要几十种功能。这项新研究展示了埃博拉病毒的关键蛋白之一VP40如何利用人类细胞中的分子触发器将自身转化为不同的工具,用于不同的工作。

  VP40是一种蛋白质,它赋予埃博拉病毒独特的线状形状。蓝宝石之前的研究表明,VP40可以呈现出两分子的蝴蝶形状的“二聚体”或八分子的环状“八聚体”形式。

  当蛋白质从一种转变为另一种时,会发生戏剧性的重排。二聚体在物理上构建了从受感染细胞中出现和释放的新病毒。八聚体只在被感染的细胞内起控制作用,指导病毒生命周期的其他步骤。

  这项新研究准确地揭示了是什么触发了这些结构变化。研究人员发现,VP40感知并依赖于特定的人类mRNA,将二聚体转化为八聚体。

  sapphire与该研究的共同通讯作者Scripps Research教授Kristian Andersen博士合作,对细胞内VP40捕获和选择的rna进行了深度测序。VP40选择了特定的序列,最常在人类mRNA的未翻译尾部发现。

  蓝宝石实验室博士后研究员Hal Wasserman博士和共同第一作者Sara Landeras Bueno博士在试管中使用纯化的VP40,以了解二聚体到八聚体的转化过程。两人测试了许多RNA分子的组合,试图触发转化,并发现富含鸟嘌呤和腺嘌呤碱基的特定人类mRNA序列非常适合在体外驱动与VP40高分辨率结构相同的构象变化。

  “我们非常兴奋和惊讶地发现,触发这种变化的RNA来自宿主细胞,而不是病毒,”兰德拉斯·布埃诺说。“病毒正在劫持宿主细胞,这是病毒像寄生虫一样行动的另一个例子。”

  萨菲尔说,这项研究揭示了信息如何在基因组中编码的基本原理。当然,这是遗传密码,但埃博拉病毒也控制着VP40在其生命周期的不同阶段如何部署。“它有一个额外的编程层,”萨菲尔说。

  这项新研究还提供了进一步的证据,证明VP40是一个有希望的有效治疗靶点。由于埃博拉病毒在没有VP40的情况下无法传播,病毒不太可能获得VP40突变,从而“逃脱”抗体治疗。这种脆弱性使得LJI团队认为VP40是埃博拉病毒的致命弱点。

  沃瑟曼说:“VP40满足了针对埃博拉病毒的复杂系统要求,所以我们不指望它会有太大变化。”“这意味着,如果我们能够专门攻击VP40,病毒将无能为力。”

  沃瑟曼说,八分子的调控功能仍然有点神秘。众所周知,该八聚体对埃博拉病毒的生命周期至关重要,但需要做更多的工作来了解VP40结构如何控制埃博拉病毒的复制。

  sapphire对研究其他病毒或生物体是否具有与VP40相同的“结构可塑性”的蛋白质非常感兴趣。“我一直想知道这种功能在生物学中是否比我们想象的更普遍,”她说。

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