2018年11月21日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張強(qiáng)鋒課題組、藥學(xué)院譚旭課題組在《細(xì)胞宿主與微生物》（Cell Host & Mircobe）期刊在線發(fā)表題為《寨卡病毒基因組RNA結(jié)構(gòu)的綜合分析揭示了病毒感染性的關(guān)鍵決定因素》（Integrative Analysis of Zika Virus Genome RNA Structure Reveals Critical Determinants of Viral Infectivity）的研究論文。
 

    該論文對(duì)寨卡病毒的RNA基因組在二級(jí)結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行了綜合分析和建模，并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)且驗(yàn)證了一個(gè)只在流行株系中特異性存在的長(zhǎng)程RNA-RNA相互作用，研究表明該相互作用可能促進(jìn)寨卡病毒流行株系的細(xì)胞感染功能。
 

       論文顯示了RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)寨卡病毒的重要作用，闡釋了調(diào)控RNA病毒傳染性和毒性的新型分子機(jī)制，為相關(guān)藥物開發(fā)提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
 

 【文章摘要】
 

寨卡病毒是一種黃熱病毒。與登革病毒、乙型腦炎等常見典型黃熱病毒類似，寨卡病毒通過蚊蟲叮咬在人類和其它動(dòng)物中傳播，對(duì)人類健康有嚴(yán)重的威脅。寨卡病毒有兩個(gè)流行株系：一個(gè)比較古老的非洲株系，于 1947年發(fā)現(xiàn)于非洲；另一種是流行的亞洲株系（又稱美洲株系），原在東南亞流行，后在南美洲和中北美洲爆發(fā)。目前，對(duì)人類威脅較大的株系是亞洲株系。早在2013年法屬波利尼西亞群島（大溪地）和2015年巴西的寨卡疫情中，人們就發(fā)現(xiàn)感染寨卡病毒孕婦的胎兒會(huì)有小頭畸形的癥狀，同時(shí)亞洲株系也被發(fā)現(xiàn)會(huì)引起格林巴氏綜合癥。2016年寨卡病毒大規(guī)模流行，據(jù)統(tǒng)計(jì)感染規(guī)模超過百萬(wàn)人；因此被世界衛(wèi)生組織宣布為國(guó)際公共衛(wèi)生緊急事件。
 

自從大規(guī)模流行以后，寨卡病毒吸引了廣泛的研究關(guān)注。一個(gè)重要的科學(xué)問題是理解流行株系和非流行株系的基因組差異在病毒傳播過程中的作用。以前的研究主要關(guān)注氨基酸或者說蛋白質(zhì)的差異。比如在2017年，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院的秦成峰課題組和清華大學(xué)的程功課題組分別報(bào)道了兩個(gè)關(guān)鍵的病毒蛋白的氨基酸單位點(diǎn)突變，這些突變對(duì)寨卡流行病毒株系的毒性和傳播有關(guān)鍵提升作用。然而，比較基因組的分析結(jié)果表明，寨卡病毒流行株系和非流行株系的大部分基因組差異并不帶來氨基酸的變化，而是發(fā)生在非編碼區(qū)的突變和編碼區(qū)的同義突變。這些在蛋白層次“沉默”的突變有可能在RNA層次造成功能和調(diào)控的差異。然而，由于技術(shù)的限制，人們對(duì)此所知甚少。
 

     和其它黃熱病毒一樣，寨卡病毒的基因組是一條長(zhǎng)為一萬(wàn)個(gè)核苷酸左右的 正 鏈 RNA，其中包括編碼全部11個(gè)病毒蛋白的編碼區(qū)以及5’端和3’端的非編碼區(qū)域。在本研究中，研究者綜合利用了兩種新型的、基于高通量測(cè)序技術(shù)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)研究手段，平行解析并比較了亞洲株系和非洲株系的寨卡病毒在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的基因組RNA結(jié)構(gòu)。這兩種新技術(shù)包括利用小分子修飾結(jié)合深度測(cè)序探測(cè)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的icSHAPE技術(shù)（2015年發(fā)表于Nature），和利用小分子交聯(lián)結(jié)合深度測(cè)序檢測(cè)RNA分子相互配對(duì)作用的PARIS技術(shù)（2016年發(fā)表于Cell）。

      研究者將測(cè)得的icSHAPE和PARIS數(shù)據(jù)和已知病毒RNA元件的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)比較，驗(yàn)證了兩種技術(shù)解析病毒RNA結(jié)構(gòu)的有效性。以PARIS數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)寨卡病毒RNA基因組進(jìn)行了RNA結(jié)構(gòu)域的劃分，并在結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上，結(jié)合icSHAPE數(shù)據(jù)和RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)軟件，構(gòu)建了亞洲和非洲株系寨卡病毒全基因組RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)模型。

    文章中所涉及到 總RNA的提取后濃度的標(biāo)定使用的正是DeNovix DS-11+型號(hào)的紫外分光光度計(jì)，并以本測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了后續(xù)的實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)，證明了本儀器的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

     目前，全國(guó)范圍內(nèi)由新型冠狀病毒所引發(fā)肺炎疫情十分嚴(yán)峻，而冠狀病毒屬的病毒是具囊膜、基因組為線性單股正鏈的RNA病毒。

     因此，本儀器在新型冠狀病毒的研究上一定會(huì)體現(xiàn)出十分巨大的價(jià)值。

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