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实时成像捕获逆转录病毒移码机制

核糖体移码是许多病毒中的特征性过程,特别是逆转录病毒,用于在宿主内增殖。现在,研究人员开发了详细的成像技术和计算工具,以便在活细胞中以前所未有的细节可视化,量化和理解移码机制。该研究的细节发表在Molecular Cell上。

实时成像捕获逆转录病毒移码机制

当病毒感染宿主细胞时,它会操纵宿主核糖体来制造病毒蛋白。在移码突变中,翻译RNA的核糖体沿着核苷酸序列向后或向前滑动一个点,这导致产生全新的蛋白质序列。

为了更深入地了解这一过程中发生的事情,科罗拉多州立大学科学家Tim Stasevich和他的团队设计了蛋白质标签,以便在RNA翻译发生时以不同的颜色结合并发出荧光。他们在部分HIV-1病毒中监测单个RNA在移码期间转化为两个独特的蛋白质链。

在经过较长时间的非移位后,该团队观察到移动发生在突发的活动中。例如,已知HIV病毒大约5%的时间输出移码的蛋白质。虽然可能预期大量RNA会偶尔移码,但却观察到8%的RNA移位速度非常高,因此证明移码只发生在一小部分RNA中。

虽然目前尚不清楚帧移位RNA与其他RNA的确切区别,但这些观察结果提供了这种特殊的病毒RNA子集可以为抗病毒疗法提供目标的希望。另一位科罗拉多州立大学研究人员的计算机模拟显示,只有当病毒移码中涉及的核糖体有时会停留在移码位点时,才会发生作为研究一部分观察到的荧光数据的波动。该模型表明,这可能导致核糖体“交通拥堵”,在常规翻译停止后很长时间内维持移码蛋白的产生。

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