上海巴斯德所等揭示长链非编码rna调控hiv复制新机制。2月21日,国际学术期刊《核酸研究》(nucleic acids research)在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所王建华课题组的研究论文“long noncoding rna malat1 releases epigenetic silencing of hiv-1 replication by displacing the polycomb repressive complex 2 from binding to the ltr promoter”。该研究揭示长链非编码rna(lncrna)malat1诱使抑制性prc2(polycomb repressive complex 2)复合物从hiv启动子ltr(长末端重复)解离从而促进hiv转录和复制。
hiv高度依赖宿主因子完成复制周期,鉴定调节hiv复制的关键宿主因子可为抗病毒策略设计提供宿主新靶点。王建华研究组利用组学技术筛选了多种能够调控hiv复制的宿主蛋白,如宿主蛋白sun2通过维持hiv-ltr启动子区域异染色质结构抑制hiv转录和复制(2018,mbio);safb1通过抑制rna聚合酶ii的磷酸化并抑制其与hiv ltr的结合,抑制hiv的转录,维持hiv潜伏(2018,j.bio.chem);而宿主蛋白naf1则是通过抑制nf-kb 信号通路抑制hiv复制(2016,j virol)。
近年来,长链非编码rna(lncrna)在表观遗传调控、免疫调节和细胞分化调控等方面的重要作用引起广泛关注。在调节hiv感染方面,通过靶向不同的细胞蛋白机器或信号通路,lncrna可抑制或促进hiv复制。
lncrna malat1在肿瘤细胞中高表达,常被认为是肿瘤转移的标记物。malat1主要定位于细胞核核斑(nuclear speckles)区,可参与基因转录和pre-mrnas的选择性剪接等细胞生理过程。王建华课题组联合武汉大学教授侯炜利用rna-seq技术筛选出malat1在hiv感染细胞中高表达;高表达的malat1可促进hiv复制,crispr/cas9敲除malat1可显著抑制hiv-ltr驱动的转录;机制上,malat1与prc2抑制复合体中的组蛋白赖氨酸n-甲基转移酶ezh2(enhancer of zeste homolog 2)结合,使其从hiv-ltr上解离,减弱ezh2对hiv-ltr区核小体组蛋白的h3k27me3表观遗传学修饰(抑制性),使hiv-ltr维持在活跃状态,促进hiv转录;此外,与北京协和医院教授李太生合作,发现抗逆转录病毒药物治疗可显著降低hiv感染者外周血pbmc中malat1的表达,验证malat1表达与hiv复制的正相关性。该研究揭示lncrna malat1调控hiv复制的重要作用和分子机制,为抗病毒策略设计提供了宿主新靶点。
曲迪和孙玮玮为论文并列第一作者,王建华、侯炜和李太生为并列通讯作者。上海巴斯德所研究员金侠为该研究提出了建议;该研究得到国家基金委、中科院及科技部艾滋病和病毒性肝炎重大传染病防治专项等的资助。
图示:malat1调节hiv复制的分子机制。malat1诱使抑制性的prc2复合物从hiv启动子ltr解离,通过减弱ezh2对hiv-ltr区核小体组蛋白的h3k27me3表观遗传学修饰,促进hiv转录和复制。
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