hnRNPM调节A型流感病毒复制机制的研究

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甲型流感病毒是一种能够引起人类呼吸系统疾病,可造成季节性流行和世界大流行的重要病原体,严重威胁人类健康和生命安全,尤其是当带有全新抗原性的动物源流感病毒从禽跨钟传播至人,极有可能造成全世界流感大流行。甲型流感病毒的宿主特异性取决于宿主与病毒之间的特异性相互作用,因此,阐释甲型流感病毒的宿主特异性机制是研究流感病毒跨种传播的关键所在。甲型流感病毒的宿主特异性主要表现在病毒吸附、病毒vRNP的核质转运、病毒RNA聚合酶活性以及病毒逃逸宿主应答等方面,这些过程都需要在宿主因子的协助下完成。我们前期利用蛋白质组学技术筛选了与WSN病毒的vRNP相互作用的宿主因子,筛选到总共16个宿主因子,其中包括hnRNPM,RPLPO,以及已报到的与宿主特异性密切相关的宿主蛋白ANP32A。我们进一步验证了 hnRNPM可以通过与vRNP相互作用调控流感病毒复制。hnRNPM 属于 Heterogeneous Nuclear Ribonucleoproteins(hnRNPs)核质穿梭的RNA结合蛋白家族之一。hnRNPM已报道参与mRNA前体剪接和RNA代谢的各个方面,包括翻译调控、端粒生物合成、mRNA稳定性和运输。有趣的是,我们比对了人类和禽类的hnRNPMs同源序列,发现与禽类hnRNPMs(Av-hnRNPM)相比,人类hnRNPMs(Hu-hnRNPM)包含额外的34个氨基酸。我们发现Hu-hnRNPM可以正向调节人和禽流感病毒的复制,而Av-hnRNPM仅正向调节禽流感病毒的复制为了探究hnRNPMs调节甲型流感病毒复制的机制,我们首先研究了 hnRNPMs对病毒感染细胞中的病毒RNA合成的影响。结果发现在人源A549细胞中Hu-hnRNPM能够正向调控人流感病毒的RNA合成,而Av-hnRNPM不影响其RNA合成。我们进一步证实了 Hu-hnRNPM参与正向调控流感病毒的初始转录。接着,我们利用小型复制子系统和体外转录系统验证了 Hu-hnRNPM和Av-hnRNPM对流感病毒聚合酶活性的差异调控作用。有趣的是,与病毒感染条件下的结果一致,我们发现Hu-hnRNPM中的34个氨基酸是负责上调人和禽流感病毒RNA合成的关键位点,而Av-hnRNPM仅支持禽流感病毒RNA合成。我们利用免疫沉淀实验证实了内源的Hu-hnRNPM和WSN的vRNP复合体的相互作用。我们进一步研究发现Hu-hnRNPM与NP蛋白以RNA非依赖性相互作用,并且确定了 Hu-hnRNPM羧基端(280-653)结构域是相互作用位点。另外,我们探究了位于核内的Hu-hnRNPM在人流感病毒vRNP出入核过程中的作用。结果表明在Hu-hnRNPM敲低的细胞内,人流感病毒的vRNP可以正常入核,但出核过程受到显著抑制。Hu-hnRNPM与NP相互作用是否能够促进vRNP核输出复合物的形成仍需进一步的实验确认。总的来说,我们发现hnRNPMs以宿主特异性方式影响甲型流感病毒的复制。进一步研究发现Hu-hnRNPM可以正向调控甲型流感病毒RNA合成,并协助病毒vRNP核输出。以上研究结果不仅使人们更加清楚了解造成流感病毒聚合酶宿主特异性的分子生物学机制,而且表明Hu-hnRNPM可促进禽流感病毒实现从禽到人的跨种传播,但不支持其从人到禽的传播。Hu-hnRNPM和vRNPs之间的相互作用也可能是抗病毒药物研发的潜在靶点。
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