北京
每年，甲型流感病毒（IAV）在全世界造成约29万至65万人的死亡，对世界公共卫生提出了严峻的挑战。研究发现，流感病毒不仅依赖病毒蛋白，还依赖宿主细胞蛋白及其相关机制来完成病毒生命周期。因此，更好地了解病毒如何与宿主分子相互作用，对于阐明发病机制和为抗病毒治疗提供有价值的靶点至关重要。M1蛋白是IAV编码的一种大小为252个残基的结构蛋白，它在病毒脂质双层下面寡聚成内骨架样外壳，是IAV中最广泛、最保守的蛋白质之一，在病毒出苞和组装过程中起着关键作用。尽管M1在功能上很重要，但哪些宿主蛋白与M1相互作用以及作用的具体机制仍不清楚。
近日，华中农业大学金梅林教授团队研究发现，宿主蛋白PSMD12与M1相互作用，介导M1蛋白K102位点的K63链接的泛素化，从而促进IAV的增殖。相关成果，以题为‘PSMD12-Mediated M1 Ubiquitination of Influenza A Virus at K102 Regulates Viral Replication’在线发表在国际高水平期刊 Journal of Virology上。
首先，研究人员将M1蛋白在鸡坯成纤维细胞中表达后，通过质谱分析确定了19中与M1存在相互作用的宿主蛋白。随后，将这19种宿主蛋白的基因克隆至 pCAGGS载体上，其中15个蛋白的基因成功克隆。将这15个质粒转染至细胞中，在转染24h后，以MOI为0.05的H5N6感染细胞。在感染24h后，收集细胞上清液进行空斑实验，结果表明，3种基因促进病毒复制，5种基因抑制病毒复制，其中，以PSMD12促进病毒复制的能力最强。
为了进一步证明PSMD12对IAV复制的促进作用，研究人员设计了siRNA分别在人(A519)细胞和禽类(DF1)细胞中对其进行敲减。结果显示病毒的复制都受到抑制，这表明禽和人的PSMD12蛋白对H5N6禽流感病毒都发挥积极的调节作用。
PSMD12是26S蛋白酶体的亚单位，而26S蛋白酶体通常与细胞蛋白的泛素化等修饰相关，因此作者猜想PSMD12是否可以调节M1的泛素化。实验表明，PSMD12可以介导K63链接的M1泛素化且PSMD12过表达会增强M1的泛素化。随后，作者通过生物信息学的方法预测了H5N6 M1蛋白上的8个可能的泛素化位点（K21、K35、K98、K101、K102、K113、K187和K242）,将K突变为R，构建突变质粒。将突变质粒转染细胞后，发现K102R对PSMD12介导M1的K63连接泛素化的抑制最为明显，且K102位点在IAV中高度保守。进一步研究发现，K102不仅是PSMD12介导的M1 K63连接泛素化的重要位点，也在M1与PSMD12之间的相互作用中发挥重要作用。
接下来，作者对M1-K102位点突变和抑制PSMD12是否影响病毒的出芽进行了研究。有研究报道，在缺乏其他病毒蛋白的情况下，M1本身无法形成病毒样颗粒（VLP），而M2可以有效地将M1靶向质膜，并在细胞外生成M1 VLP。因此，本研究首先研究了PSMD12及其修饰的M1-K102位点是否在病毒出芽实验之前影响M1-M2 VLP的释放。结果显示，PSMD12的过表达促进了上清液M1 VLP的释放，说明PSMD12促进了M1-M2 VLP的形成。
随后，作者在透射电镜下观察WT型H5N6-M1和突变型H5N6-M1-K102R感染细胞后释放的病毒粒子的形态。发现感染后，H5N6-M1-K102R病毒形成的颗粒仍然附着在质膜上，与感染WT病毒后完全释放的IAV颗粒相反，这表明病毒出现缺陷表型与M1的K102突变有关。此外，H5N6-M1-K102R的形态与H5N6-M1明显不同。具体而言，大多数突变病毒颗粒呈丝状，只有少数呈球形。
总的来说，本研究确定PSMD12参与调控IAV生命周期，是通过介导K102位点K63连接的泛素M1影响病毒释放。本研究不仅提高了对宿主蛋白调控IAV蛋白的机制的理解，也为后续针对抗IAV感染奠定了基础。
文章DOI: 10.1128/jvi.00786-22
本期编辑：小黄
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
