2009年8月31日

科学家发现艾滋病毒基因组的结构

 艾滋病病毒 -1 RNA基因组部分'二级结构 艾滋病病毒 -1基因组二级结构的一部分,包括蛋白质编码区的茎和环。彩色点代表核苷酸结构单元,不同的颜色对应不同程度的柔韧性。 性质 和Kevin Weeks博士。

研究人员已经创建了第一张关于整个HIV基因组如何弯曲和折叠的综合图。该发现可能为治疗或阻断HIV和其他病毒感染提供了新的选择。

与构成人类和其他生物的基因组的双链DNA不同,许多病毒(如引起艾滋病,狂犬病和流感的病毒)将其遗传信息携带在单链RNA中。尽管双链DNA通常形成熟悉的双螺旋形状,但RNA基因组将自身折叠成不寻常的扭结,环和结。

科学家早就知道病毒RNA的折叠会影响病毒感染细胞,制造蛋白质和复制的能力。但是,利用现有技术很难分析RNA基因组的复杂结构。 艾滋病病毒 基因组结构的不到20%以前已被鉴定,主要是在RNA链的每个末端。

为了更好地了解全世界最常见的HIV类型HIV-1的基因组结构,北卡罗来纳大学教堂山分校的Kevin M. Weeks博士及其同事开发了一种称为SHAPE的自动化高通量技术。新方法分析了整个RNA链上的化学反应,以区分基因组的哪些区域大部分是非反应性和稳定的,哪些是高度反应性的。稳定区域对应于结构化茎和其他定义的形状。高反应性区域指示基因组的柔性,非结构化区域。然后,计算机分析将这些变异转化为RNA链折叠或“二级”结构的模型。

Weeks及其团队与NIH国家癌症研究所(NCI)的科学家合作,使用SHAPE方法分析了整个HIV-1基因组的二级结构。该研究的主要资金来自美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)。

该小组在2009年8月6日的 性质 SHAPE方法可以检测出十几个以前无法识别的HIV基因组的结构化和非结构化区域。该技术还成功地确定了HIV基因组末端的几个已知结构化区域,这些区域调节病毒的复制和病毒颗粒的包装。

研究人员表明,许多新发现的结构化RNA区域与基因组的调控区域相关。此外,他们发现基因组的高度结构化片段与病毒蛋白质中由这些片段编码的环状区域之间存在相关性。这一发现表明,病毒的RNA结构会影响宿主细胞内形成过程中病毒蛋白折叠的方式。

科学家们说,这些新发现可以作为进一步研究RNA病毒基因组的起点。 Weeks说:“ 艾滋病病毒 RNA基因组中有如此多的结构,几乎可以肯定它在遗传密码的表达中起着前所未有的作用。”

—by Vicki Contie

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