Nidoviruses冗余地表達基因并編碼比以前認(rèn)為的更多的蛋白質(zhì)
動脈炎病毒是屬于Nidovirales命令的單鏈RNA病毒家族,它產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和信使RNA比以前報道的更多,這一發(fā)現(xiàn)提供了關(guān)于病毒的重要見解,這種病毒有可能在未來進化以感染人類。新研究。
以前,僅報告了9種基因組序列,稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列(TRS),用于感染猴子的動脈炎病毒Simian出血熱病毒(SHFV)。然而,這項新研究使用了新一代測序技術(shù),發(fā)現(xiàn)該病毒使用96種TRS在SHFV感染的腎細(xì)胞和獼猴的白細(xì)胞中產(chǎn)生亞基因組信使RNA(sg mRNA),這些猴子主要在亞洲發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)四種先前鑒定的TRS不是用于基因表達的主要TRS。該研究結(jié)果發(fā)表在“美國國家科學(xué)院院刊”上。
“這種病毒目前不會感染黑猩猩或人類,但它是最近被列入可能出現(xiàn)的病毒列表的病毒之一,這些病毒可能在未來發(fā)展為感染黑猩猩和/或人類,”Margo A.博士說。布林頓,該論文的通訊作者和佐治亞州立大學(xué)的生物學(xué)教授。“沒有人能夠理解究竟是什么限制了這種病毒的宿主范圍.SHFV與幾種引起重大農(nóng)業(yè)疾病并與SARS(嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥)病毒有關(guān)的病毒屬于同一病毒組。”
SHFV感染對不同物種的猴子有不同的影響。非洲猴的物種感染通常無癥狀,但亞洲獼猴的感染引發(fā)急性致命的出血性疾病,感染后一至兩周內(nèi)就會發(fā)生死亡。該病毒感染巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞,這些白細(xì)胞通常是最初宿主防御病毒感染的必要組成部分。
除SHFV外,動脈炎病毒科還包括引起豬病的豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV),以及引起馬疾病的馬動脈炎病毒(EAV)。
Nidoviruses是動脈炎病毒所屬的大型病毒,也包括冠狀病毒,中間病毒和Ronivirus家族。所有的nidoviruses都具有獨特的復(fù)制機制,可以從基因組RNA的右側(cè)生成sg mRNA,而病毒復(fù)制的多蛋白直接從基因組RNA的左側(cè)翻譯。
“TRSs調(diào)控基因組RNA中sg mRNAs模板的產(chǎn)生,”Brinton說。“智慧是每個結(jié)構(gòu)基因都有一個主要的TRS。使用新一代測序來獲得對感染細(xì)胞中所有sg mRNA的非常深入的分析,我們發(fā)現(xiàn)許多的TRS都存在。結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)(最多11個)并且它們都產(chǎn)生了sg mRNA。人們認(rèn)為之前發(fā)現(xiàn)的少量額外TRS只是備份而且除非主要的突變失活,否則不會被使用,但是我們的數(shù)據(jù)顯示它們都是用過的。”
研究人員還在基因組的左手區(qū)域發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生sg mRNA的TRS,這些mRNA為病毒擴增其復(fù)制蛋白的豐度提供了另一種方法。
此外,他們發(fā)現(xiàn)了一些產(chǎn)生sg mRNA的TRSs,其閱讀框架與基因組不同,這意味著產(chǎn)生了以前未知的蛋白質(zhì)。通過翻譯核糖體將RNA核苷酸序列讀作三聯(lián)體,每個三聯(lián)體將一個氨基酸添加到生長的蛋白質(zhì)中。三聯(lián)體稱為閱讀框。如果它被移位一個或兩個核苷酸,則這導(dǎo)致替代的閱讀框架并且翻譯不同的氨基酸序列。
“這一發(fā)現(xiàn)表明,這種病毒實際上可以產(chǎn)生比之前認(rèn)為的更多的蛋白質(zhì),”Brinton說。
該研究還發(fā)現(xiàn)了許多僅產(chǎn)生已知病毒蛋白的末端片段的sg mRNA。
“為了測試這些片段的功能,”Brinton說,“我們通過改變每個起始代碼進行翻譯,一次一個地敲除它們在受感染細(xì)胞中的產(chǎn)生。當(dāng)沒有產(chǎn)生其中兩個片段時產(chǎn)生的病毒減少了,這表明這些小蛋白質(zhì)中的至少一些在功能上是重要的。
“新發(fā)現(xiàn)的病毒蛋白的功能尚不清楚。我們還有很多東西需要學(xué)習(xí)如何理解這些病毒蛋白如何操縱感染細(xì)胞和/或調(diào)節(jié)病毒復(fù)制。”
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