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2022年5月，國際學術期刊《病毒學雜志》（Journal of Virology）在線發(fā)表了中國科學院武漢病毒研究所/生物安全大科學研究中心陳全姣團隊的最新成果，論文題為“G Protein Subunit β1 Facilitates Influenza A Virus Replication by Promoting the Nuclear Import of PB2”（GNB1通過促進流感病毒PB2蛋白入核進而促進流感病毒的復制）。該研究表明GNB1能夠與聚合酶亞單位相互作用，通過促進PB2蛋白的入核來正向調(diào)節(jié)流感病毒復制。
A型流感病毒（IAV）由于其廣泛的宿主范圍和易變異的特性，一直持續(xù)威脅著公眾健康。流感病毒的核糖核蛋白（vRNP）負責病毒基因組在細胞核中的轉(zhuǎn)錄和復制，病毒vRNP亞基從細胞質(zhì)進入細胞核的過程需要許多宿主蛋白的參與，而我們對相關宿主蛋白知之甚少。該研究團隊利用質(zhì)譜分析對純化H9N2流感病毒粒子中的宿主蛋白進行了鑒定，選取其中得分較高的10個蛋白進行初篩，發(fā)現(xiàn)GNB1能夠顯著影響流感病毒的復制水平。通過免疫共沉淀實驗發(fā)現(xiàn)無論是在轉(zhuǎn)染條件下還是感染條件下，GNB1與聚合酶亞基PB2、PB1和PA都可以相互作用，且以非RNA依賴的方式結合（圖1）。進一步的研究表明，敲除GNB1后可延遲PB2蛋白入核，而對PA-PB1異源二聚體的入核沒有影響（圖2）。最后，該團隊探索了GNB1影響病毒復制的分子機制。免疫共沉淀實驗結果表明，GNB1能促進PB2蛋白與importin α3、importin α5和importin α7的結合，從而促進病毒PB2蛋白的入核，進而促進聚合酶PB2、PB1和PA復合物的形成，并最終影響病毒RNP的組裝（圖 3）。該研究對流感病毒復制的分子機制提供了新的見解，并提供了潛在的抗病毒藥物靶點。
武漢病毒所博士研究生鄭華斌為該論文第一作者，陳全姣研究員為該論文通訊作者。該研究得到了國家科技重大專項（2020ZX10001016）的資助。
圖 1. GNB1與病毒聚合酶亞基相互作用。（A-C）GNB1和病毒蛋白的相互作用。（D）GNB1和不同亞型病毒M1蛋白的相互作用。（E-F）GNB1與流感病毒聚合酶亞基相互作用。（G） 內(nèi)源性GNB1和聚合酶組分之間的相互作用。（H） GNB1和聚合酶亞單位的GST-pulldown。
圖2. GNB1對聚合酶亞基入核的影響。（A）感染后vRNPs在WT和GNB1-KO A549細胞中的定位。（B） NP在感染細胞中定位的定量分析。（C）敲除GNB1抑制了PB2的入核。（D）定量分析PB2的定位。（E）蛋白質(zhì)印跡分析PB2在轉(zhuǎn)染后WT和GNB1-KO細胞的分布。（F） GNB1不影響PB1-PA異聚體的入核。（G）定量分析PA-PB1的定位（H）蛋白質(zhì)印跡分析轉(zhuǎn)染PB1和PA后，PA-PB1在WT和GNB1-KO細胞的分布。（I） 病毒感染時，WT和GNB1-KO A549細胞中PA-PB1異二聚體的定位。（J） PA在感染細胞中定位的定量分析。（K）病毒感染時，WT和GNB1-KO A549細胞中PB2的定位。（L） PB2在感染細胞中定位的定量分析。
圖 3. GNB1促進了PB2和importin α之間的相互作用。（A-B）PB2（A）或GNB1（B）與importinα1、α3、α5和α7之間的相互作用。（C-F）GNB1影響PB2與importin α家族的相互作用。