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刘红荣教授团队合作研究成果在PNAS上发表

2018-06-28 23:07   来源:金沙澳门手机版网址学院资讯网   编辑:邹永星   点击:

(供稿 物理与电子科学学院)6月25日,美国科学院院刊《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)》在线发表了金沙澳门手机版网址物理与电子科学学院、量子效应及其应用协同中心刘红荣教授,中国科学院武汉病毒研究所方勤研究员,清华大学生命科学学院程凌鹏副研究员等合作的研究论文“Structure of RNA polymerase complex and genome within a dsRNA virus provides insights into the mechanisms of transcription and assembly”。

该研究利用200kV加速电压的冷冻电镜与对称失配三维重构技术解析了呼肠孤病毒科草鱼出血病毒近原子分辨的二十面体衣壳和内部非二十面体对称的聚合酶、辅助蛋白及病毒核酸结构在内的病毒完整结构,阐述了病毒聚合酶及其复合物与核酸、衣壳蛋白之间复杂的相互作用及精细的结构信息,研究了该病毒通过衣壳蛋白构象变化来协调聚合酶的复制与转录状态切换的机制。

病毒三维结构研究已有50多年,在之前的研究只聚焦在病毒外部二十面体对称衣壳蛋白结构,其内部核酸结构通常被认为是柔性无固定结构。2015年,刘红荣教授团队及合编辑提出了冷冻电镜对称失配三维重构方法,从头开始编写了大规模计算App包,并用之在国际上首次解析并报道了单层衣壳的双链RNA基因组的呼肠孤病毒科病毒的内部基因组及相关蛋白结构,系列研究成果先后发表于Science 2015,349: 1347、Biophys Rep 2016, 2: 25、J Mol Biol 2017, 429: 79和Chin Phys B 2018, 27: 056802,在该领域内产生了较大影响。这次该团队及合编辑又在国际上首次解析了双层二十面体衣壳双链RNA病毒内部聚合酶复合物和核酸三维结构,为进一步了解双链RNA病毒内部结构及病毒复制和转录机制提供了丰富的结构信息。该团队系列研究成果表明呼肠孤病毒科病毒的RNA聚合酶和基因组排列为一个不完整的二重三次对称,其双链RNA分层状排列,相邻的RNA平行排列。该研究成果否定了长期以来占据双链RNA病毒研究领域近二十年来的“病毒衣壳内的RNA基因组和聚合酶呈线轴状排列”这一主流观点,为阐明双链RNA病毒的复制和转录的分子机制提供了结构基础。

刘红荣、方勤、程凌鹏三人为本文的通信编辑,金沙澳门手机版网址研究生王勖荣、中科院武汉病毒所助理研究员张付贤博士为本文共同第一编辑,金沙澳门手机版网址的研究生李小武和陈文沅,中科院武汉病毒所的研究生陈清秀实验师,清华大学研究生宿锐、杨涛和王佳伟副教授参与了本项研究工作。该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、省科技发展计划项目的资助。

相关论文链接:

http://www.pnas.org/content/early/2018/06/21/1803885115

http://science.sciencemag.org/content/349/6254/1347

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283616305204

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-1056/27/5/056802/meta

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs41048-016-0024-5

编辑:李瀚 张永涛

审核:蔡颂

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