北京
近日，华中农业大学冠状病毒研究团队在EMBO旗下知名学术期刊《Molecular Systems Biology》在线发表了题为“Cross-genus analysis reveals architecturally programmed sgRNA synthesis patterns in coronaviruses”的研究论文。该研究首次跨越α、β、γ、δ四个冠状病毒属，系统整合了234套转录组与12套RNA-RNA互作组（RIC-seq/COMRADES/SPLASH）数据，构建了冠状病毒“RNA结构—不连续转录”关联图谱，系统阐释了经典与非经典亚基因组RNA合成的架构编程规律。
冠状病毒通过独特的不连续转录机制合成亚基因组RNA（sgRNA）以表达关键蛋白，这是其实现高效增殖与感染致病的关键基础。尽管国际前沿研究报道该核心过程高度依赖于转录调节序列（TRS），但RNA高级空间三维结构如何全局调控这一复杂的转录网络，仍是领域内亟待破解的重要谜题。
为此，研究团队开发了冠状病毒组学数据探索平台（CODE），构建了一套融合高通量多组学数据与精细结构解析的综合计算分析框架，对海量跨属转录及互作数据进行了系统挖掘与深度比对。
基于这一框架，该研究系统解析了冠状病毒sgRNA合成的多维架构驱动机制：经典sgRNA的形成依赖于首部（TRS-L）与体部（TRS-B）侧翼区的“同向RNA互作”拉近空间距离，从而精准引导RdRp完成模板切换；而在非经典sgRNA方面，则揭示了三种空间驱动模式，包括介导基因组缺失与演化适应的短程茎环连接、依赖局部互作富集的中程连接，以及贯穿基因组两端的保守长程连接。
值得注意的是，这种跨属存在的长程互作可产生编码免疫调节蛋白（如SARS-CoV-2 ORF10及PDCoV 3’UTR内的ORFUTR3）的非经典sgRNA，通过显著抑制宿主IFN-α/β及干扰素刺激基因（ISG）的表达发挥免疫逃逸作用。结合对SARS-CoV-2 3’SL1/2/3茎环桥接TRS-B与ORF10精确结构逻辑的深度解析，这些发现不仅为理解病毒基因表达的精细调控提供了直接证据，更在应用层面突出向基于兽药特征和特殊需求的“理性设计”转型，为后续靶向RNA结构的抗病毒策略提供了精确的分子框架。
该工作将长期被科学界误认为“转录噪音”或“缺陷基因组”的非经典转录，重新定义为“架构编程的适应度储备”，打破了传统认知。这不仅为理解冠状病毒基因组可塑性与适应性演化提供了跨属层面的结构框架，也为减毒疫苗的精准设计以及靶向RNA结构的抗病毒策略开辟了全新方向。
该研究依托华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北省洪山实验室等平台完成，获教育部基础与交叉学科突破计划、国家自然科学基金等项目资助。华中农业大学位灯国、肖少波、李立及华中师范大学王凡为共同通讯作者；华中农业大学信息学院博士后闻梓、动物科学技术学院、动物医学院硕士毕业生陈磊、博士后罗德华及博士毕业生孙巨为共同第一作者；硕士毕业生郭亮荣、邓英翔等参与了部分工作。
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