破解埃博拉病毒基因組從頭起始復制的分子機制

　　9月12日，中國科學院微生物研究所施一、齊建勛、高福院士團隊，在《自然》（Nature）上，發表了題為Molecular mechanism of de novo replication by the Ebola virus polymerase的研究文章，首次報道了nsNSV聚合酶識別3’-leader RNA的作用模式，揭示了EBOV聚合酶發揮從頭起始復制活性的分子機制，促進了對nsNSV聚合酶合成RNA過程的理解，并為開發針對nsNSV復制過程的抗病毒藥物提供了新靶點。

　　研究人員利用冷凍電鏡技術解析了EBOV L-VP35-RNA復合物的高分辨率結構，發現了3’-leader RNA以獨特的彎曲構象結合在模板進入通道中，通過RNA內部堿基與堿基之間的相互作用，以及RNA與聚合酶蛋白N末端結構域（NTD）、手指結構域（Fingers）和拇指結構域（Thumb）相互作用，使蛋白/核酸復合物穩定地處于起始前構象。研究還發現，G7堿基方向發生了翻轉，并與U4堿基形成氫鍵相互作用，暗示這一特殊構象在病毒聚合酶從頭起始復制過程中發揮著重要作用。

　　進一步，研究分別進行了RNA和關鍵結合氨基酸位點的突變實驗。將G7突變為其他堿基時，不管在體外水平還是復制子水平，病毒聚合酶完全失去了從頭起始復制的能力。而突變與核酸結合的關鍵氨基酸時，這些位點的突變對引物延伸活性的影響較小，而對從頭起始復制活性的影響頗大。這表明3’-leader RNA與L蛋白獨特的結合構象對病毒從頭起始復制至關重要。

　　負鏈RNA病毒在宿主細胞中以核糖核酸復合物（RNP）為基本單元進行基因組的轉錄與復制過程。對于分節段的負鏈RNA病毒，其基因組的3’和5’端會部分互補配對形成“假環”結構，需要同時結合基因組的5’和3’末端，才能將聚合酶穩定在起始前構象。而對于不分節段的負鏈RNA病毒，其RNP復合物的3’和5’端分別位于相反的兩端，只需要通過其3’末端的特殊彎曲結構，就能將聚合酶穩定在起始前構象。因此，該研究從分子水平說明了不分節段的負鏈RNA病毒聚合酶進化出了一種不同的復制起始機制來適應其RNP結構。

　　研究工作得到國家重點研發計劃、中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金和中國科學院青年創新促進會等的支持。