Cell直击HIV基因组包装的瞬态细节
导读：
日前在《细胞》（Cell）发表的一项研究中，来自美国洛克菲勒大学逆转录病毒研究权威专家Paul Bieniasz实验室和Aaron Diamond艾滋病研究中心的一组研究人员，采用最新开发的一种技术，来捕获Gap是如何完成HIV基因组装配这一壮举的（有点像分子定格）。
一旦HIV-1病毒劫持宿主细胞，复制自己的RNA基因组和病毒蛋白，它就必须将这些组件装配成新的病毒颗粒。这个复杂装配过程的编排开始于一种称为Gag的病毒蛋白。首先，Gag必须能够将病毒RNA和宿主细胞RNA辨别开来，并将其贮存在新的病毒颗粒——只考虑细胞质中发现的来自于HIV-1的RNA（2%到3%）并非易事。Gag如何有选择包装病毒RNA一直受到广泛的猜测，但却从来没有直接观察到。
最近，来自美国洛克菲勒大学逆转录病毒研究权威专家Paul Bieniasz实验室和Aaron Diamond艾滋病研究中心的一组研究人员，采用最新开发的一种技术，来捕获Gap是如何完成这一壮举的（有点像分子定格）。日前在《细胞》（Cell）发表的一项研究中，他们发现，Gag的结合偏好经历了戏剧性和瞬态的变化，从而使其能够精确地选择病毒RNA，用于包装成新的病毒。
Bieniasz说：“Gag的一个功能是，从细胞中存在的所有RNA中选择病毒RNA，包装成病毒颗粒，然后去感染新的细胞。”Gag——HIV-1的主要结构蛋白，作为单个分子漂浮在细胞质中，但会组装成新的病毒，成千上万的Gag凝聚在宿主细胞的细胞膜上，形成一个不成熟的病毒粒子（包含有两股RNA病毒）。
以往的研究表明，Gag通过与称为psi的序列相结合来靶定病毒RNA，但许多人怀疑这一相互作用无法解释Gag对病毒RNA和宿主细胞RNA的区分能力。
为了观察Gag如何招募病毒RNA，研究者采用一种叫做交联免疫沉淀测序的技术(CLIP)，这种方法用紫外线来融合RNA和蛋白，并保存相互作用，用以进一步的分析。本文第一作者、该实验室博士后Sebla B. Kutluay说：“CLIP基本上会在时间和空间上冻结这些相互作用，并以一种非常局部性的特定方式告诉你，你的蛋白质所结合的RNA序列。”
研究人员发现，Gag的确会结合病毒RNA上的psi，这种相互作用已在生物相关设置中首次得以证明。但他们怀疑，还有更多的故事。当Gag移动到质膜，它似乎完全改变了自己的行为，并结合到HIV-1基因组上许多不同的位点。
通过分析Gag结合的RNA序列，研究人员发现，该蛋白似乎根据位置而改变它对核苷酸的喜好。细胞质中的Gag更喜欢富含鸟嘌呤的RNA序列，但在质膜上，Gag暂时被吸引到富含腺嘌呤的序列。引人注意的是，HIV-1基因组特别富含腺嘌呤——HIV-1基因组一种不同寻常的性质，迄今都令科学家困惑。
即使是几年前，不用CLIP是不可能观察到RNA结合行为的这种变化的。Bieniasz说：“Gag结合富含腺嘌呤的RNA，之前用任何方法都无法看到。”CLIP是由他的同事Robert B. Darnell的实验室开发，在洛克菲勒大学Thomas Tuschl实验室得以完善。
RNA结合的突然转变似乎是多聚化依赖性的——就是说，通过Gag在质膜的聚集而诱导，这可能会阻塞某些蛋白质表面并改变结合行为。
Bieniasz说：“这是首次例证，一个RNA结合蛋白这种特异性的巨大改变，取决于它在细胞中的位置。它真正改变了我们对‘艾滋病毒如何包装其基因组’的理解方式。”
第二个令人惊讶的主要发现是，Gag也结合细胞tRNA。Gag的一个区域可以指导蛋白质到质膜——称为矩阵域，可结合tRNA。虽然研究人员还不能确定tRNA结合所发挥的功能，但他们认为，这可能通过作为一种临时防护，屏蔽不必要的RNA或膜结合，有助于调节和放慢病毒装配的过程。
本文来自于：生物通
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