近日,中國農業科學院蘭州獸醫研究所科研人員在《PLoS Pathogens》上發表題為“Genome-scale CRISPR screen identifies TMEM198 driving double membrane vesicle formation in swine alphacoronavirus and murine betacoronavirus infected cells”的研究論文,該研究揭示了細胞內質網定位的TMEM198蛋白是α-冠狀病毒及鼠β-冠狀病毒MHV復制必需的宿主蛋白,TMEM198在冠狀病毒生命周期的雙膜囊泡(double-membrane vesicle, DMV)形成中發揮重要作用。
冠狀病毒入侵宿主細胞后,病毒基因組正鏈RNA通過宿主系統翻譯得到多蛋白鏈,這些多蛋白鏈被切割成多個成熟的非結構蛋白(Non structure protein, Nsp),其中部分Nsp引起細胞內膜系統重塑形成DMV,給病毒基因組復制提供環境。前期研究報道Nsp3和Nsp4是冠狀病毒引起DMV形成的關鍵病毒蛋白,然而對于哪些宿主因子參與DMV形成卻知之甚少。
針對這一知之甚少的科學問題,科研人員以豬α-冠狀病毒TGEV為研究范式,通過豬全基因組敲除文庫技術篩選并鑒定了TMEM198蛋白是TGEV復制和DMV形成的必需宿主蛋白。
進一步通過Nsp3和Nsp4誘導DMV形成模型,證實在TMEM198敲除細胞系中,Nsp3和Nsp4引起的DMV數量顯著減少,回補TMEM198可以顯著提升DMV數量,并進一步明確TMEM198的1-35位氨基酸是參與DMV形成的關鍵區域。在TMEM198敲除小鼠中,MHV復制及致病能力顯著降低。
以上研究成果證實了宿主蛋白TMEM198是參與冠狀病毒DMV形成的關鍵蛋白,為開發針對冠狀病毒DMV形成的廣譜新型抗病毒策略提供了重要理論依據。
博士研究生施磊為論文第一作者,中國農業科學院蘭州獸醫研究所鄭海學研究員、王琦研究員為論文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金面上項目,甘肅省科技重大專項,動物疫病防控全國重點實驗室開放課題,中國農業科學院杰出青年英才項目、基礎科學中心項目、創新工程項目等資助。
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