近日，华中农业大学理学院位灯国教授团队和动物科学技术学院、动物医学院刘正飞教授团队合作，发现伪狂犬病毒立即早期基因IE180 3’UTR通过形成G-四链体调控基因表达和病毒复制。研究成果以“G2-quadruplex in the 3’UTR of IE180 regulates Pseudorabies virus replication by enhancing gene expression”为题发表在RNA Biology杂志上并被选为期刊封面文章。
G-四链体是由鸟嘌呤富集序列形成的特殊二级结构，它的形成或解散可调节基因的复制、转录和翻译等过程。G-四链体在病毒中的研究主要集中在对人类免疫缺陷病毒HIV、丙型肝炎病毒HCV等人类病毒的研究。近年来，猪伪狂犬病毒（PRV）变异毒株使现有的商品化PRV疫苗不能对变异株提供完全保护力，给养猪业造成了很大的损失，激发了人们研究PRV潜伏感染建立、维持、激活机制以及开发抗病毒药物的兴趣。IE180基因是该病毒唯一的立即早期基因，抑制IE180的表达可以阻止病毒的复制和增殖，但是由于在病毒株中IE180蛋白质的氨基酸序列突变很多，造成以该蛋白为靶标的抗病毒药物筛选存在较大困难。本研究在IE180基因的3'UTR区域鉴定出一段能形成稳定G-四链体结构的保守序列 PQS18-1；通过双荧光素酶报告系统，发现该序列折叠成的G-四链体结构增强报告基因的表达，说明该段序列的存在可能会促进病毒增殖；发现卟啉衍生物TMPyP4破坏该G-四链体结构，抑制报告基因的表达，并在感染PRV的细胞中抑制病毒IE180基因的表达，呈现了显著抑制PRV病毒增殖的能力。
TMPyP4通过破坏PRV IE180 3’UTR G-四链体的结构抑制病毒增殖模式图
该研究发现的3'UTR G2-四链体具有增强蛋白表达的新功能，拓展了G-四链体的功能。同时，研究提示，PRV可能通过小分子、蛋白或者阳离子来调节G2-四链体的形成或者是解链，调控IE180的表达量，进而实现病毒的复制，且IE180 3'UTR G2-四链体可作为抗病毒药物分子设计的靶点。
本研究得到农业微生物国家重点实验室、动物科学院、动物医学院和理学院的支持。博士研究生张雅姝、青年教师刘思思博士和硕士研究生姜慧为本论文的第一作者，理学院位灯国教授和动物医学院刘正飞教授为论文的通讯作者。本研究受到国家自然科学基金、华中农业大学科技自主创新基金、湖北省自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。
来源：华中农业大学
本期编辑：Tony
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