北京
2025年6月20日，中国科学院微生物研究所邓涛研究员与高福院士团队应邀在Annual Review of Virology在线发表了题为In Transition: How Influenza Virus Switches from Transcription to Genome Replication的综述文章。该论文系统回顾和总结了流感病毒在感染过程中病毒基因组RNA转录和复制的发生机制以及病毒如何精细调控由转录向复制转换的最新研究进展。
流感病毒是一种动物源性病毒，可以引起急性呼吸道疾病，具有高度传染性。流感病毒属于正黏病毒科，包括甲、乙、丙、丁四种类型。甲型流感病毒（Influenza A virus，IAV）和乙型流感病毒（Influenza B virus，IBV）是人类季节性和周期性呼吸道疾病大暴发的主要病原。尽管不同类型的流感病毒在毒力和宿主范围上存在差异，但它们在宿主细胞中复制过程都遵循相似的生命周期。
流感病毒基因组RNA转录与复制是病毒生命周期中的重要环节，直接影响病毒的复制效率和致病性。在病毒感染过程中，病毒基因组RNA在早期进行高效转录（vRNA→mRNA）来合成病毒的蛋白质，而在后期主要进行病毒基因组RNA的高效复制（vRNA→cRNA→vRNA）来合成更多的子代病毒基因组（图1），科学家们长期困惑于一个关键问题：流感病毒如何在病毒感染中后期从转录模式切换至复制模式，以确保大量子代病毒的产生？这一机制的理解将为抗病毒药物研发提供关键新靶点。
图1 流感病毒的生命周期和病毒RNA合成动态
中国科学院微生物研究所邓涛研究员团队长期致力于流感病毒基因组RNA合成及其调控机制的研究。该团队近期首次报道，病毒早期表达蛋白NS1和晚期表达蛋白NS2参与动态调控病毒基因组RNA的转录与复制，其中，通过非优势剪切产生的NS2蛋白在这一过程中扮演了“分子计时器”的角色，发挥抑制转录和促进复制的双重调控功能（Journal of Virology, 2023）；利用重组突变病毒感染系统，揭示了NS2蛋白通过与病毒聚合酶（FluPol）协同作用，从而调控病毒RNA合成（Journal of Virology, 2024）；通过与高福院士和施一研究员团队合作，首次解析了病毒NS2-FluAPol复合体的高分辨率结构（~3.0 Å），揭示了NS2通过干扰FluPol与宿主Pol II CTD结合 从而抑制转录的分子机制（EMBO Reports, 2024）；此外，利用 体内体 外病毒RNA复制研究系统，团队还揭示了NS2蛋白特异性促进病毒基因组RNA复制第一步vRNA→cRNA合成，从而驱动病毒基因组RNA转录向复制转换（Nucleic Acids Research, 2025）。
基于上述研究进展，邓涛研究员与高福院士团队应邀为 Annual Review of Virology 杂志撰写综述文章。该文章全面总结了流感病毒基因组 RNA 转录和复制的发生过程，并系统描述了目前已解析获得的流感病毒聚合酶的各种结构构象，包括转录酶、复制酶和包装酶构象（图 2 ）。
图2 流感病毒聚合酶的结构构象变化
同 时，团队 详细描述了流感病毒在感染过程中发生的病毒 RNA 和病毒蛋白的合成动态变化，并全面梳理了参与病毒 RNA 转录和复制过程调控的宿主因子和病毒因子。 文章特别介绍了 该团队近期在 流感病毒 NS2 蛋白 作为 “分子定时器”动态调控病毒 RNA 转录与复制过程中的 突破性 研究成果 （图 3 ） 。
图3 流感病毒NS2蛋白调控病毒RNA转录与复制的功能与结构研究
最后，团队总结和讨论了多种 宿主与病毒 因子 参与 流感病毒 RNA 转录向复制转换过程中的协同调控 作用，并提出了下一步的研究方向（图 4 ）。
图4 流感病毒基因组RNA转录向复制转换的调控因子
该综述文章将有助于我们系统了解流感病毒如何动态性地实现从基因组转录向复制的切换，也为开发靶向病毒RNA合成调控的新型抗病毒药物奠定了新的理论基础。研究进展不仅适用于流感病毒，还可能对其他RNA病毒的调控机制具有启示作用。
中国科学院微生物研究所邓涛研究员和高福院士为本文共同通讯作者，施一研究员和特别研究助理张磊为本文共同作者。本论文受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目联合资助。
https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-virology-092623-095030
本期编辑：ChemLT
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