病毒作為一類嚴格的胞內(nèi)寄生物，完全依賴于宿主的翻譯系統(tǒng)合成病毒蛋白，從而實現(xiàn)病毒的快速復(fù)制。其復(fù)制過程也會造成細胞損傷的發(fā)生，引發(fā)一系列細胞生物學事件。
近日，中國農(nóng)業(yè)科學院上海獸醫(yī)研究所研究員丁鏟團隊在《公共科學圖書館—病原體》連續(xù)在線發(fā)表兩篇最新研究論文。研究表明，新城疫病毒感染宿主細胞后，病毒編碼的核衣殼蛋白通過與宿主翻譯起始因子eIF4E互作，實現(xiàn)病毒mRNA的優(yōu)先翻譯，并限制宿主細胞蛋白翻譯。另外，新城疫病毒在細胞中的迅速復(fù)制激活A(yù)TM依賴的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)，新城疫病毒強毒株編碼的HN和F蛋白協(xié)同誘導(dǎo)的膜融合過程激活A(yù)TM依賴的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)，促進新城疫病毒介導(dǎo)靶向殺傷腫瘤細胞。
由新城疫病毒引起的新城疫仍是危害養(yǎng)禽業(yè)最大的禽病之一。此外，新城疫病毒還能夠特異性地在人類腫瘤細胞中復(fù)制，通過外源性和內(nèi)源性凋亡途徑誘導(dǎo)腫瘤細胞死亡，具有溶解腫瘤的病毒學特性。深入揭示新城疫病毒復(fù)制機理對抗病毒和抗腫瘤療法都具有重要意義。
新城疫病毒屬于副黏病毒科，單股負鏈RNA病毒，可以編碼六種結(jié)構(gòu)蛋白和兩種非結(jié)構(gòu)蛋白。核衣殼蛋白（NP）包裹病毒基因組，在新城疫病毒基因組復(fù)制、mRNA轉(zhuǎn)錄等過程中發(fā)揮重要作用；血凝素-神經(jīng)氨酸酶蛋白和融合蛋白F定位于病毒囊膜，介導(dǎo)新城疫病毒強毒株誘導(dǎo)的細胞融合。
宿主的真核翻譯系統(tǒng)也是病毒感染過程中重要的調(diào)控靶標，該研究首先通過放射自顯影技術(shù)證實，新城疫病毒感染后可以選擇性抑制宿主蛋白的合成，而宿主的真核翻譯系統(tǒng)以及相關(guān)的調(diào)節(jié)通路迅速被新城疫病毒感染所激活，新城疫病毒mRNA是帽子結(jié)構(gòu)依賴翻譯。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，新城疫病毒編碼的核衣殼蛋白，經(jīng)與宿主翻譯起始因子eIF4E直接結(jié)合，抑制以1型帽子結(jié)構(gòu)為主的宿主mRNA翻譯，優(yōu)先翻譯新城疫病毒0型帽子結(jié)構(gòu)的mRNA。核衣殼蛋白還被招募到多聚核糖體中，直接參與宿主的真核翻譯延伸過程的調(diào)節(jié)。這是一種新發(fā)現(xiàn)的病毒蛋白翻譯機制。
新城疫病毒劫持宿主翻譯系統(tǒng)
此外，該團隊發(fā)現(xiàn)，新城疫病毒在細胞中的復(fù)制會激活A(yù)TM依賴的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)，使用靶向抑制ATM激酶的藥物處理后能抑制病毒感染誘導(dǎo)的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)。
有意思的是，該研究首次揭示新城疫病毒強毒株HN和F蛋白共轉(zhuǎn)后誘導(dǎo)細胞融合，該膜融合過程也能激活A(yù)TM依賴的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)。靶向抑制ATM依賴的雙鏈DNA斷裂反應(yīng)，能夠明顯抑制新城疫病毒在腫瘤細胞中的復(fù)制和膜融合形成能力。
新城疫病毒和HN-F介導(dǎo)的細胞融合誘發(fā)DNA損傷
上述結(jié)果揭示了病毒結(jié)構(gòu)蛋白NP、HN和F的新功能，為闡明新城疫病毒和其它副黏病毒的復(fù)制機制提供理論依據(jù)，也拓展了人們對于新城疫病毒與宿主細胞互相作用的理解，對于更好地改造溶瘤新城疫病毒提供了新的視角。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008610
https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008514
