人民網(wǎng)北京12月30日電(記者趙竹青)腸道病毒71型(EV-A71)病毒成功入侵細胞的核心步驟之一,在于將其基因組RNA釋放至細胞質,此過程稱為脫殼。研究表明,EV-A71病毒顆粒內部存在被稱為“口袋因子”的鞘脂類分子,該分子對于維持病毒結構的穩(wěn)定具有重要作用。在感染后,“口袋因子”需在溶酶體中被移除,以觸發(fā)病毒結構蛋白解離并釋放RNA。然而,“口袋因子”自溶酶體中被移除后的具體轉運機制仍不明確。
近日,中國科學院武漢病毒研究所研究團隊揭示,宿主細胞內的溶酶體膜蛋白SPNS1可作為病毒“口袋因子”的轉運體,介導其釋放,從而啟動病毒脫殼過程。該發(fā)現(xiàn)為闡明腸道病毒感染的關鍵機制提供了新視角,也為防治手足口病等疾病提示了潛在的新型藥物靶點。
研究團隊利用CRISPR-Cas9策略,篩選了支持EV-A71感染的宿主關鍵因子,鑒定了溶酶體膜蛋白SPNS1為EV-A71的重要宿主因子。SPNS1是一種已知的溶酶體脂質轉運蛋白,負責將如溶血磷脂等脂類分子從溶酶體腔轉運至細胞質。研究人員發(fā)現(xiàn),在SPNS1基因敲除的細胞中,EV-A71的感染被明顯抑制。為進一步闡明其作用分子機制,研究人員用疊氮標記了EV-A71病毒的“口袋因子”,并基于點擊化學—銅離子催化的疊氮—炔烴環(huán)加成反應追蹤“口袋因子”的位置。
在正常細胞中,病毒感染后,“口袋因子”從溶酶體內轉移并擴散至細胞質,標志著“口袋因子”的成功釋放與轉運。而在SPNS1缺陷的細胞中,“口袋因子”始終局限于溶酶體中,病毒脫殼過程受阻,這直接證實了SPNS1是“口袋因子”溶酶體轉運的關鍵執(zhí)行者,且SPNS1的轉運活性依賴于溶酶體的酸性環(huán)境。進一步研究表明,SPNS1通過其跨膜螺旋形成的特異性結構域識別并結合“口袋因子”。SPNS1的特定關鍵氨基酸殘基(如R76和H427)對其轉運功能至關重要,這些位點的突變會使SPNS1喪失支持病毒感染的能力。
相關研究成果發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。