长期以来,人们已认识到,甲病毒的细胞内复制关键依赖于几种关键的宿主RNA结合蛋白(RBPs),包括G3BP1/2和FXR1/FXR2/FMR1。然而,这些RBPs如何调节甲病毒复制,以及是否可能将其作为抗病毒治疗的靶点,目前尚不明确。
2026年5月21日,西湖大学杨培国独立通讯在Molecular Cell在线发表题为Alphaviral non-structural protein-host RBP co-condensation as a mechanism to sustain virus replication的研究论文。该研究以塞姆利基森林病毒(SFV)为模型,报告了SFV非结构蛋白3(nsP3)利用G3BP驱动自身凝聚,并将抗病毒应激颗粒转化为促病毒的nsP3-G3BP共凝聚体。
这种凝胶状的共凝聚体能够富集并保护病毒基因组RNA免受宿主核糖核酸酶的降解,从而促进病毒的翻译与复制。nsP3-RBP共凝聚现象在甲病毒中普遍存在,而破坏该凝聚体是一种可行的抗病毒策略。因此,这些发现揭示了一种基于病毒-宿主蛋白共凝聚保守依赖性的通用抗甲病毒策略。
病毒感染对人类健康造成了重大负担,并持续对社会构成威胁。病毒包涵体的频繁形成以及大型病毒复制复合体的存在表明,在感染周期中,特定病毒蛋白在宿主细胞内发生凝聚是一种普遍现象。
液-液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)已被提出作为细胞区室化以及病毒包涵体形成的机制,包括轮状病毒、埃博拉病毒、麻疹病毒、甲型流感病毒、囊泡性口炎病毒(VSV)、呼吸道合胞病毒(RSV)、SARS-CoV-2 等病毒的包涵体。近期多项研究强调了病毒蛋白凝聚在病毒成功复制中的重要性。然而,病毒凝聚体所靶向的宿主因子及其潜在的病毒-宿主相互作用机制仍在很大程度上未被阐明。
森林塞姆利基病毒(Semliki Forest virus,SFV)是一种甲病毒属(alphavirus genus)的正链 RNA 病毒,可作为研究甲病毒结构重要性的模型。甲病毒家族包含众多在全球范围内流行的成员,能够引发脑炎和关节炎等严重疾病。病毒进入宿主细胞后,其正链 RNA 基因组利用宿主翻译机制作为模板,生成四种非结构蛋白(nsPs)。
nsP3 的功能尚未被充分理解,但已有研究表明其决定了病毒的物种特异性和宿主选择。 nsP3 的 C 端结构域在不同甲病毒之间高度分化,并已进化出与多种宿主蛋白相互作用的能力,包括 G3BP 和 FXR。目前尚不清楚 nsP3 利用了哪些机制促进病毒复制和免疫逃逸,以及这些病毒-宿主相互作用是否能够作为抗病毒治疗的靶点。
图1.nsP3缩合在甲病毒中是保守的(摘自Molecular Cell)
应激颗粒(stress granules,SGs)是在包括病毒感染在内的多种刺激条件下形成的生物分子凝聚体。在不同条件下,SG 的形成均依赖于G3BP1/2蛋白这一关键节点以及宿主 mRNA。已有报道指出,多种病毒能够诱导SG的形成,并且SG动态会受到病毒蛋白的高度调控。
SG 能够与病毒基因组共同凝聚,通常被认为具有抗病毒作用。在哺乳动物细胞中,SFV 的复制依赖于被nsP3招募的宿主因子,包括G3BP1、FHL1,以及其他因子。多项研究报道,nsP3 能够调控SG动态。然而,关于甲病毒 nsP3、G3BP1 蛋白与 SG 之间相互作用机制的问题仍未得到解决。
在本研究中,作者证明了 SFV nsP3 具有凝聚能力,并且该能力对病毒复制至关重要。nsP3 凝聚体能够招募 G3BP1/2,从而重塑宿主 SG 动态。nsP3-G3BP1 共凝聚体可保护病毒基因组 RNA 免于降解,并促进病毒蛋白翻译。G3BP1/2 结合在旧大陆甲病毒中普遍存在,而新大陆甲病毒则进化出劫持其他 RNA 结合蛋白(RNA-binding proteins,RBPs)——如 FXR1、FXR2 和 FMR1——的能力。破坏 nsP3 病毒凝聚体能够抑制病毒复制。
本研究揭示了一种在甲病毒中保守存在的病毒-宿主共凝聚机制,并提出了一种潜在的抗病毒干预靶向策略。
参考消息:https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(26)00276-5