在整个人类基因组中,对G-四联体的认识越来越多。它们经常出现在基因的关键调控区域,并调控许多关键的细胞过程,包括转录、翻译和基因组稳定性。近期,加拿大莱斯布里奇大学化学与生物化学系等科研人员描述了在HBV基因组的前核心启动子区域,发现了一个独特的G-四联体结构,该区域对HBV生命周期至关重要。
乙肝药物开发方向,加拿大科学家发现,新的抗cccDNA靶点
G-四联体,目前已普遍延伸到了病*学领域开展研究,包括在各种病*基因组的调控区域,都已发现了G-四联体。在本研究中,研究人员证明了在HBV的前核心启动子区域存在着G-四联体,该区域对HBVC基因的转录和病*核心蛋白的翻译十分重要。目前的研究主要是在HBV序列库的帮助下,描述了它的进化持久性,该序列库包含着一个广泛的复制能力病*库。
在全球超过个可用的前核心/核心序列中,该区域G含量很高,除了HBVG基因型(不包括在当前的分析中),在几乎所有的主要基因型中高度保守。HBVG很少被发现,通常与另一个基因型(即A或H)结合,这意味着一种独特的策略用于维持复制。这种高度保守性,为其病*维持中功能作用提供了理论基础,尤其是在具有高度易出错聚合酶的HBV中,每日能够产生-11点突变。
如果基因组的某个区域对病*具有高度重要性,那么它就会随着时间的推移被进化维持下去。为确定G-四联体在HBV基因组中存在的功能意义,本研究人员在体外细胞培养研究中,比较了野生型HBV与GA、GA和G/A突变质粒。推测可得,破坏四重区的突变,可能会减少与宿主蛋白的结合,从而启动转录,影响病*下游复制。
为研究这一问题,研究人员使用野生型1.3-merHBV质粒,通过定点诱变,分别创建了上述突变体(GA、GA和G/A)。总体来看,使用1.3-merHBV质粒模型,wt和各种突变前核心启动子HBV转染的差异表明,突变对整体下游功能影响很小。对此发现有几种可能解释:其一,转录因子与1.3-merHBV质粒的启动子区结合,独立于或仅部分依赖于研究中的四联体。可能在高水平质粒背景下,即使是较不理想的结合选择,也可能有利生产;
尽管有潜在的结构控制,在其他途径研究中已有取得成功,但该模型可能不能代表自然过程。其二,也可能不需要四联体结构来结合,初级核苷酸序列是这个模型中细微发现的唯一影响因素。在实验模型中完全描述这2种可能性,需要通过稳定的金属离子来影响四联体在体内形成的条件,并且这仍将与细胞生长或功能兼容。虽然已知的小分子G-四联体稳定剂,可能是研究这一现象的另一种可能性,但这些药物对细胞正常功能的脱靶效应,有可能将限制评估。
总之,上述介绍研究为HBV基因组前核心启动子区G-四联体结构的存在,提供了有力的生物物理证据和新的功能数据。数据表明,我们可以使用已知的四重体复合结合物,来结合一个生理相关的HBV转录模板-带有弹性的cccDNA。此外,使用一个经过验证的HBV培养模型,还为HBV复制的功能性作用提供了证据。这种独特的结构基序代表了一个新的HBV治疗靶点,HBVcccDNA微染色体,并可能发展为一种新的补充治疗HBV感染策略。
目前来看,全球关于HBV基因组的二级和三级复杂结构知识是有限的。HBVcccDNA独特结构基序的发现,可能为治疗药物设计和干预提供新的研究方向。本研究人员发现了独特的G-四联体结构,该结构在几乎所有基因型中均保守,而该区域对HBV生命周期关键步骤至关重要,包括基因组前RNA生成、核心蛋白和聚合酶蛋白合成以及基因组包衣。
因此,对HBV前核心区域进一步了解,可能有助于鉴定新的抗HBVcccDNA靶点。研究已于年3月24日发表在生物化学与分子生物学国际著名期刊《JournalofBiologicalChemistry》上。
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