PLOS：先天免疫系統如何區分病毒RNA和內源性RNA

　　目前，慕尼黑大學的研究人員已經確定了可使活細胞內先天免疫系統區別病毒RNA和內源性RNA的結構特點。

　　當病毒感染細胞的時候，它們控制細胞代謝和劫持用于產生病毒蛋白的細胞資源。這個過程依賴于病毒RNA分子，在宿主細胞內它們被直接傳送給新合成的RNA病毒，并通過細胞的翻譯設備提供病毒蛋白的制造藍圖。然而，細胞具有防御系統，由專門的傳感器激活，能夠將病毒RNA與宿主RNA區別開來。這些蛋白質當中有三個屬于RIG-I樣受體(RLRs)家族，識別和特異性結合外源RNAs。反過來這會提醒先天免疫系統，繼續破壞外來RNA，從而防止新病毒顆粒的產生。慕尼黑大學的 Karl-Peter Hopfner教授指出：“根據體外實驗，我們知道，RLR蛋白結合病毒RNA的某些特征模式，但是在病毒感染的活細胞內，不可能分離這些蛋白質約束的明確RNA序列。”

　　利用UV光將RNA結合到蛋白質

　　Hopfner與他的同事Karl-Klaus Conzelmann、Johannes S?ding以及西奈山醫院的Adolfo García-Sastre合作，利用一種巧妙的實驗策略來解決這個問題，從而能夠從受病毒感染的細胞中，提純和描繪包含病毒RNA的核糖核蛋白復合體。 RLPs和病毒RNAs之間相互作用的內在穩定性非常低。所以，為了完整地分離它們，研究人員首先必須穩定復合體。為此，他們用麻疹病毒感染細胞，將它們培養在化學改性的、光激活的RNA前體物中，其中加入了新合成的病毒RNA。Hopfner解釋說：“如果RNA及其結合蛋白之間的物理距離足夠短，隨后這些細胞暴露UV光時，會誘導它們之間形成一個穩定的共價鍵。”

　　然后，可以將由此產生的RNA-蛋白質復合物從細胞中分離出來，在分離蛋白質后，就能確定RNA的核苷酸序列。Hopfner稱：“這使我們能夠確定RLRs如何識別外來RNA，以及后者與內源性細胞RNA有何不同。”

　　研究人員發現，在麻疹病毒感染的活細胞內，RLR蛋白RIG-I和MDA5的確能夠識別病毒RNA中的確定元件。像許多其他病毒包括狂犬病病毒一樣，麻疹病毒都具有一個單鏈RNA基因組。和DNA病毒不同，因此它能夠將一個RNA模板直接傳送到宿主細胞。然而，這個分子必須通過其相關的病毒RNA聚合酶轉錄，來產生病毒蛋白合成和感染傳播所需要的mRNA。

　　結合到特定區域的傳感器

　　Hopfner解釋說：“雖然RIG-I優先結合體內外不同病毒RNA裸露端的某些序列模式，而令人驚訝的是，MDA5顯然識別的不是病毒基因組本身，而是位于病毒mRNA中的某些區域。”此外，這些區域在堿基組成上與其他病毒 RNA中發現的序列不同，表明MDA5依賴這些結構上的差異來區分病毒RNA和內源性RNA。

　　現在，Hopfner和他的研究團隊正計劃研究RLRs和其他病毒核酸的相互作用，以更清晰地了解使這些蛋白探測外源RNA的分子機制。反過來，這可以闡明為什么先天免疫系統難以應對特定的病毒，以及RLR相關的自身免疫性疾病如類風濕性關節炎是如何發生的。對這兩個問題有更好的理解，可以為病毒感染和自身免疫性疾病的治療提出新的方法。