揭晓新冠病毒亚基因组动态生成调控机制

为开发新的抗病毒药物提供新线索

    期次:第315期    作者:通讯员朱莹

本报讯(通讯员朱莹)新冠疫情的防控、理解新冠RNA感染和复制等分子机制、抗病毒药物及疫苗的开发仍是当下的主要任务。3月4日,病毒学国家重点实验室周宇、陈宇及蓝柯团队合作在知名学术期刊MolecularCell(《分子细胞》)在线发表 题 为 “The SARS-CoV -2SubgenomeLandscapeanditsNovelRegulatoryFeatures”(《新冠病毒亚基因组图谱及调控新特征》)的论文。

该研究结合 Nanopore、NGS测序技术及传统研究手段,利用多种新冠病毒细胞感染模型构建了新冠病毒亚基因组的时序动态图谱,发现了在病毒亚基因组生成过程中的新模式,并揭示了介导新冠病毒亚基因组生成中的RNA-RNA互作规律及关键特征,为理解新冠病毒的感染与复制过程以及抗病毒药物和疫苗开发提供了新的线索。

新冠病毒是一种单股正链RNA包膜病毒,基因组长约30,000nt。此前研究显示,冠状病毒以正链RNA基因组为模板利用RdRP合成负链RNA。其中,连续合成可产生互补的全长负链基因组RNA,而不连续合成则通过模板跳跃产生不同长度的负链亚基因组RNA(sgRNA)。

团队利用2005年研究SARS冠状病毒亚基因组复制转录的经验及传统手段,进一步整合Nanopore长读长测序与NGS深度测序技术及生物信息学分析,建立了绿猴VeroE6细胞系和人类Caco-2细胞系在感染新冠病毒后不同时间点的病毒亚基因组动态图谱,鉴定出 7499个templateswitch位点,并重构出433条(208个cluster)高置信度的全长亚基因组序列。定量分析发现新冠病毒亚基因组中multi-switching(一个亚基因组中出现两个或两个以上的templateswitch事件)现象中的多个模板转换事件可级联发生。

该研究还进一步探索了控制亚基因组生成效率的调控特征,他们发现有相当种类的亚基因组缺少TRS-motif支持,揭示更加泛化的RNA-RNA互作而非特异TRS-motif是调控病毒亚基因组RNA生成的分子基础。