2021年12月3日,实验室段志强副教授课题组在国际学术期刊Avian Pathology在线发表了The association of ribosomal protein L18 with Newcastle disease virus matrix protein enhances viral translation and replication(JCR二区,IF:3.378),论文链接https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/03079457.2021.2013435。
新城疫病毒(Newcastle disease virus, NDV)属于副黏病毒科、正禽腮腺炎病毒属成员,是一种有囊膜、含有单股负链不分节段基因组的RNA 病毒,其基因组可编码6种结构蛋白(NP、P、M、F、HN和L蛋白)和2种非结构蛋白(V和W蛋白)。其中M蛋白主要位于NDV病毒粒子囊膜内表面,构成病毒囊膜和核衣壳连接的支架。研究表明,NDV M蛋白是一种细胞核-细胞质穿梭蛋白:在病毒感染早期,M蛋白通过自身携带的核定位信号(nuclear localization signal, NLS)进入细胞核,其主要功能是抑制细胞基因的转录以及调节细胞质中病毒基因组的复制和转录;而在病毒感染后期,M蛋白则通过携带的核输出信号(nuclear export signal, NES)进入细胞质,在细胞膜内侧参与子代病毒粒子的组装和释放。近年来的研究还发现,M蛋白中存在多处功能性氨基酸基序或位点,能直接影响NDV的毒力和复制能力。因此,M蛋白是一种多功能病毒蛋白,在NDV整个生活周期中具有重要作用。
段志强课题组前期利用定量蛋白质组学技术,分析NDV亲本病毒和M蛋白NLS突变体病毒感染细胞后的差异表达蛋白,结果发现在NDV感染晚期,细胞质中的M蛋白能明显上调细胞核糖体蛋白的表达(其中以RPL18的表达水平最高),与之伴随的是病毒蛋白的表达量升高(Duan et al., 2020, Virulence)。但是M蛋白如何影响和利用细胞的核糖体蛋白来提高病毒蛋白的翻译水平和病毒的复制效率尚不清楚。为了阐明RPL18在NDV复制中的作用,课题组开展了病毒感染、质粒转染、干扰RPL18表达以及RPL18过表达试验。结果表明,细胞质中的M蛋白能以剂量依赖的方式增加RPL18的表达。然而,蛋白质相互作用研究结果发现,M蛋白与RPL18不存在相互作用。进一步利用RNA干扰和质粒过表达试验发现,干扰RPL18的表达明显降低了NDV病毒蛋白的表达,而过表达RPL18则增加了NDV病毒蛋白的表达。因此,以上研究结果表明,RPL18与NDV M蛋白存在一定的联系,M蛋白介导的RPL18表达量增加对促进病毒蛋白的翻译和病毒的复制具有重要意义。
(文字:段志强)