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IRES介导的樱桃小果病毒-1不依赖帽子翻译调控的RNA结构基础

批准号:
32102143
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王德亚
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王德亚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
内部核糖体进入位点(Internal ribosome entry site,IRES)是不依赖帽子翻译的重要元件之一,然而在植物病毒中IRES研究的深度远落后于动物病毒的IRES研究。本研究将以甜樱桃上的重要病毒-樱桃小果病毒-1(LChV-1)为研究对象,利用体外翻译、RNA结构分析、反向遗传学、分子互作等技术,分析LChV-1基因组5’UTR的IRES活性,并解析IRES元件的RNA结构特征及核心组件,定位潜在的协同调控IRES活性的远距离RNA-RNA互作,以及IRES发挥作用所需的宿主翻译起始因子的类型。构建LChV-1侵染性克隆,体内验证IRES的核心组件对病毒蛋白翻译和RNA积累量的调控作用。本研究将明确LChV-1中IRES介导的不依赖帽子翻译调控的RNA结构基础,有助于阐释LChV-1的致病机理,并为抗LChV-1药物的设计提供靶点。
英文摘要
Internal ribosome entry site (IRES) is one of the most important elements involved in cap-independent translation mechanism. However, the in-depth research on IRES of plant viruses is still lagging behind that of animal viruses. Little cherry virus 1 (LChV-1) is one of the most important viral diseases of sweet cherry, which was used as the subject in this project. We will reveal the detailed.cap-independent translation mechanism of LChV-1 using molecular biological technologies including in vitro translation experiments, RNA structural analysis, reverse genetics approach and molecular interaction. Firstly, we will analyze the IRES activity of 5’UTR in LChV-1 and unravel the RNA structure and core components of IRES element. Then, the potential long-distance RNA/RNA interaction sites and host translation factors involved in regulation of translation will be mapped and analyzed structurally. Finally, the function role of the core.components of IRES element in regulation of translation and RNA accumulation will be analyzed by constructing an infectious cDNA clone of LChV-1. This proposed project will elucidate the RNA structural basis of IRES-mediated cap-independent translation mechanism in LChV-1, which will not only aid to improve our understanding of pathogenic mechanism of LChV-1 and but also lay a theoretical foundation for treating viral diseases with the structure of IRES elements as drug targets.
目前研究发现,真核生物 mRNA 以及病毒 RNA 中广泛存在不依赖帽子翻译机制,暗示其普遍性和重要性。本研究首先完成了山东省主要甜樱桃产区病毒病的发病状况。调查结果表明目前主要的甜樱桃病毒为樱桃病毒A、李属坏死环斑病毒、樱桃小果病毒1等。同时利用分子克隆技术获得了樱桃小果病毒1(LChV-1)的基因组序列。序列分析发现LChV-1基因组5’末端的序列差异较大,尤其是 5’UTR 区长度在 73-383 nt,核苷酸序列一致性较低,是突变热点区域。利用萤火虫荧光素酶(Fluc)报告基因系统,初步分析了LChV-1不同分离物基因组5’末端翻译调控有明显差异;利用In-line probing解析了LChV-1基因组5’末端及3’UTR的RNA结构特征,并分析了潜在的互作位点。为进一步全面研究LChV-1基因组中潜在的翻译元件,利用 IRESfinder 软件对 LChV-1 的全基因组序列进行分析,发现其存在多个潜在的IRES位点。体外翻译实验表明位于 LChV-1基因组3’端的10751-10924位,可显著增强Fluc的表达,提高约4.7倍。为进一步确定与基因组3’端的10751-10924位互作的蛋白因子,以甜樱桃叶片总蛋白为靶标,利用 RNA Pull-down 结合质谱实验以及生物信息学分析初步表明LChV-1 3’(10751-10924)潜在的与核糖体相关蛋白存在互作。本研究发现病毒基因组的翻译区有可能存在调控翻译的RNA结构元件,研究结果对于深入理解植物病毒的翻译机制有一定的促进与借鉴作用。
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