拉沙病毒核糖核酸片段组装和招募的关键步骤揭示
核蛋白(NP)环状结构与基质蛋白Z复合物的结构预测(左)。RNA可以诱导NP三聚体的解离，使NP-RNA组装成为可能。NP-Z复合物的天然质谱，可以检测到NP三聚体和Z蛋白(右)。资料来源:Lennart S?nger/BNITM, CSSB, LIV
拉沙病毒(LASV)是导致拉沙出血热的病原体，拉沙出血热是西非的一种地方病，每年造成约5000人死亡。Uetrecht (CSSB, DESY, LIV, Uni Siegen)， Kosinski (CSSB, EMBL)和Rosenthal小组(BNITM, CSSB)共同努力揭示了RNA在拉沙病毒生命周期关键步骤中的关键作用。他们的研究结果最近发表在《美国化学学会杂志》上。
在人体中，2万个基因产生超过100万种不同形式的蛋白质。相比之下，拉沙病毒很小，仅由L、NP、Z和GPC四种蛋白质组成。
该论文的第一作者Lennart S?nger解释说:“我们正试图了解这四种蛋白质是如何对人体细胞造成如此严重的损害的。”“这些蛋白质的活性和表达必须受到严格调节，蛋白质之间必须有效地沟通，才能发挥不同的功能。”
为了保护和隐藏病毒不被免疫系统发现，核蛋白(NP)将病毒基因组包裹在衣壳中。这种衣壳与病毒RNA和L蛋白一起形成核糖核蛋白复合物(RNPs)。为了传播感染，RNPs必须不断地自我重组，使病毒基因组复制和转录成为可能。研究人员研究了NP与病毒RNA以及Z蛋白之间的相互作用，以更好地了解RNP形成和包装成新病毒颗粒的机制和动力学。
利用结构质谱法，一种类似于分子尺度的方法来揭示分子相互作用的原子量，研究人员检查了NP和病毒RNA之间的动力学。
“最初，NP蛋白不存在于可以结合病毒RNA的成分中，”CSSB小组组长、质谱技术专家夏洛特·乌特勒希特解释说。“需要发生变化才能实现这种结合，我们发现病毒RNA可以自己启动这种变化。”
研究人员发现，RNA是将环状NP三聚体分解成单体的驱动因素，这些单体随后能够形成高阶RNA结合的NP组装体。
研究人员还更详细地研究了NP与Z蛋白的相互作用。为了促进这一点，Kosinski小组使用AlphaFold来预测NP-Z复合体的相互作用位点。这些预测随后得到了实验室研究人员的验证。
“使用人工智能使我们能够快速识别可能的相互作用，也使我们能够创造突变体来验证我们的假设，”小组负责人扬·科辛斯基(Jan Kosinski)指出。
研究人员最终证明，尽管NP与Z的结合独立于RNA的存在，但这种相互作用依赖于ph值。
Bernhard Nocht热带医学研究所的拉沙病毒专家、CSSB准成员Maria Rosenthal解释说:“总的来说，这些发现有助于提高我们对拉沙病毒RNP组装、招募和释放的理解。”
在西非，预计到2030年将有1.86亿人面临感染拉沙病毒的风险，世界卫生组织认为拉沙病毒是一种危险的、但尚未得到充分研究的病原体。
罗森塔尔指出:“了解拉沙病毒的功能可能最终使我们能够开发出能够抑制这种病毒复制并治疗拉沙热的分子。”
这项研究补充了Rosenthal小组和Cusack小组在格勒诺布尔EMBL的几年合作期间对拉沙病毒进行的先前工作。
这项工作与EMBL感染生物学横向主题的目标一致，该主题是EMBL计划“从分子到生态系统”的一部分，旨在促进生物学和感染机制的研究，以及传染病的诊断和治疗。
