美休斯顿大学揭示蜱传黄病毒抗性RNA独特的双环结构和抗降解机制

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来源：

Nature Communications

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来源地址：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-59657-7

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-05-15

摘要：

2025年5月15日，美国休斯顿大学Quentin Vicens与纽约结构生物中心Jeffrey S. Kieft研究团队在Nature Communications发表题为“Tick-borne flavivirus exoribonuclease-resistant RNAs contain a double loop structure”研究论文。该研究深入探讨了蜱传黄病毒（如引起脑炎的Powassan病毒）中的exoribonuclease抗性RNA（xrRNA）。这些xrRNA在病毒感染过程中形成，能够阻断宿主细胞5′到3′外切核酸酶（如Xrn1）的降解过程，从而促进病毒的复制和致病性。研究团队结合病毒学、生物化学、生物信息学和冷冻电镜（cryo-EM）等多种方法，揭示了这类xrRNA独特的双环结构和抗降解机制。研究首先确认了Powassan病毒在感染过程中能够产生亚基因组黄病毒RNA（sfRNA），并通过Northern blot和体外Xrn1降解实验验证了xrRNA的存在和功能。进一步的化学探针实验显示，POWV xrRNA的二级结构与预测模型相符，且其功能关键区域（如伪结PK1和PK2）对于抵抗Xrn1降解至关重要。通过冷冻电镜技术，研究者获得了POWV xrRNA的中期分辨率地图，揭示了一个独特的双环结构。这一结构包含一个扩展的PK1，形成了一个围绕xrRNA 5′端的双环，与已知的蚊媒黄病毒xrRNA的环状结构有显著差异。这种扩展的PK1使得RNA在遇到外切核酸酶时可能被重塑，从而形成独特的抗降解机制。研究还通过比较不同黄病毒xrRNA的结构和序列，提出了一个统一的模型，解释了xrRNA如何通过其保守的环状折叠结构抵抗外切核酸酶的降解。这一发现不仅填补了对黄病毒家族中xrRNA三维结构多样性理解的空白，还为开发针对黄病毒的抗病毒疗法提供了新的结构基础。总体而言，这项研究揭示了蜱传黄病毒xrRNA的独特结构特征和功能机制，强调了其在病毒生命周期中的重要性，并为未来抗病毒药物的设计提供了关键的结构信息。通过深入理解xrRNA如何与宿主细胞的外切核酸酶相互作用，科学家们可以更好地设计出能够干扰这一过程的治疗策略，从而对抗由黄病毒引起的多种疾病。