博尔纳病病毒1(BoDV-1)在人类感染中较为罕见,但一旦发病,通常与致命性脑炎或脑部炎症相关。该病毒属于单负链病毒目,这一类群还包括可引发埃博拉病毒病、麻疹和狂犬病的病毒。由于核蛋白-RNA复合体在保护病毒基因组RNA并支持病毒RNA合成方面发挥关键作用,解析其结构被认为是理解病毒复制机制的重要环节。

冷冻电镜获得高分辨率结构
京都大学、大阪牙科大学和大阪都大学的研究团队在既有单负链病毒核蛋白-RNA复合体结构研究基础上,针对博尔纳病毒科相关结构信息不足的问题开展合作。研究成果发表于《科学进展》(Science Advances)。

论文第一作者杉田幸彦表示,博尔纳病毒相较于其他人类RNA病毒仍缺乏充分认识,而其核蛋白-RNA复合体结构解析长期存在空白,团队希望在结构生物学与病毒学功能研究之间建立更直接的联系。

环状组装与RNA结合模式被揭示
研究人员使用冷冻电子显微镜对BoDV-1核蛋白-RNA复合体进行成像,并通过计算分类方法分离样品中不同组装状态的复合体,完成重建。随后,团队结合突变与功能实验,对核蛋白-RNA相关残基进行测试,以评估其在病毒RNA合成与复合体组装过程中的作用。

研究给出了博尔纳病毒科核蛋白-RNA复合体的首个详细结构描述。结果显示,该复合体以环状方式组装,病毒RNA位于内部沟槽中。研究还观察到,每个核蛋白亚单位可容纳八个RNA核苷酸,提示其RNA结合模式与部分相关病毒存在差异。


突变实验提示组装与结合可分离但协同
在功能验证中,研究人员发现,破坏RNA结合能力的突变会影响病毒RNA合成;但核蛋白的组装在缺乏RNA的情况下仍可形成。研究团队据此提出一种渐进模型:核蛋白组装与RNA结合是相互分离但彼此协调的过程。
研究人员表示,该结构结果为系统比较博尔纳病毒科与其他单负链病毒的核蛋白-RNA结构提供了分子层面的框架,也为进一步探讨核蛋白-RNA相互作用规律及相关抗病毒研究提供基础。
后续将分析感染细胞来源复合体
研究团队称,下一步计划分析来自感染细胞的复合体,以及包含更长RNA片段的复合体,并结合结构与生化方法观察中间复合体的形成状态,同时与相关病毒进行比较。
