邓红雨/崔胜课题组合作揭示Sarbecovirus辅助蛋白ORF6劫持细胞核孔复合物并抑制天然免疫的分子机制
日期:2022-09-08 浏览次数:1628
来源:大屯路15号
物质在细胞核和细胞质的正常转运对于细胞正常生理功能的维持是必须的,而在病毒感染时,其对于细胞抗病毒状态的建立同样至关重要。病毒在与宿主长期的博弈过程中,进化出了多种手段来逃逸宿主的抗病毒反应;其中,干扰核质转运过程、阻止细胞建立合适的抗病毒环境,是病毒重要的策略之一。
中国科学院生物物理研究所邓红雨课题组和高璞课题组曾在2020年合作解析了疱疹病毒MHV-68 ORF10蛋白与宿主mRNA转运复合物Rae1-Nup98的三元复合物结构,并揭示了ORF10选择性抑制mRNA出核转运的分子机理(PNAS, 2020)。在该工作中,研究者意外发现,完全不同的病毒蛋白(疱疹病毒ORF10蛋白和水泡性口炎病毒基质蛋白M)都可以结合到Rae1-Nup98的RNA结合口袋,提示该位点是病毒拮抗细胞抗病毒功能的重要靶点。
Sarbecovirus(包含SARS-CoV-2、 SARS-CoV等病毒)不仅在S蛋白上发生大量突变,突破中和抗体、疫苗的保护作用,且其编码的多个辅助蛋白也具有抑制宿主天然免疫的能力。研究发现,SARS-CoV-2辅助蛋白ORF6与Rae1-Nup98互作,并抑制宿主天然免疫反应。然而,ORF6与Rae1-Nup98复合物互作的结构基础以及ORF6发挥抑制功能的详细分子机制,目前尚不清楚。为此,邓红雨课题组与中国医学科学院病原所崔胜课题组合作开展研究,于8月15日在Nature Communications 杂志在线发表了题为“Structural Basis for Sarbecovirus ORF6 Mediated Blockage of Nucleocytoplasmic Transport”的论文。
接下来,研究人员对ORF6进行系统突变,并通过Co-IP实验、GFP报告基因的表达测定、GFP-mRNA的核质分布测定、干扰素报告系统以及免疫荧光等实验,明确了ORF6与Rae1-Nup98互作的关键氨基酸位点,揭示了ORF6 CTT与 Rae1-Nup98的亲和力与ORF6抑制mRNA出核以及STAT分子入核的功能正相关,同时提出了ORF6 CTT作为一种新型免疫调节剂的潜在应用前景。该工作也进一步证明了Rae1-Nup98的mRNA结合口袋可以被不同的病毒蛋白所劫持,同时也为设计新的抗病毒方案提供了思路。