stringtranslate.com

Мотив типа 3′ стебель-петля II коронавируса (s2m)

Мотив коронавируса 3′ stem-loop II (также известный как s2m) представляет собой мотив вторичной структуры, идентифицированный в 3′ нетранслируемой области (3′UTR) геномов астровирусов , коронавирусов и риновирусов лошадей . [1] [2] Его функция неизвестна, но было обнаружено, что различные вирусные области 3′ UTR играют роль в репликации и упаковке вируса .

Этот мотив, по-видимому, сохраняется как в нуклеотидной последовательности, так и во вторичной структуре , что указывает на сильный эволюционный отбор в пользу его сохранения . Предполагается, что наличие этого консервативного мотива в различных вирусных семействах является результатом по крайней мере двух отдельных событий рекомбинации . [2] На сегодняшний день s2m был описан в четырех семействах вирусов с положительной полярностью одноцепочечной РНК: Astroviridae , Caliciviridae , Picornaviridae и Coronaviridae . Вирусы, содержащие s2m, могут инфицировать широкий спектр высших позвоночных, включая птиц, летучих мышей, лошадей, собак и людей, и проявлять различные тканевые тропизмы. [3] [4] Кажется, что ксенолог s2m есть у ряда только отдаленно родственных видов насекомых. [5]

Другие семейства РНК, идентифицированные у коронавируса, включают элемент стимуляции сдвига рамки считывания коронавируса , сигнал упаковки коронавируса и псевдоузел 3'-нетранслируемой области коронавируса .

Представление трехмерной структуры мотива s2m. [2]

Биологическое значение

Функционально во время вторжения вирусной РНК в хозяина, по-видимому, s2m сначала связывает один или несколько белков в качестве механизма для вирусной РНК, чтобы заменить синтез белка хозяина. Это также было замечено в макромолекулярной замене s2m РНК складок рибосомальной РНК. Элемент s2m РНК также является эффективной целью для разработки противовирусных препаратов и антисмысловых олигонуклеотидов. [6] [2]

Схематическое изображение вторичной структуры РНК s2m, где третичные структурные взаимодействия обозначены как дальние контакты.

Потенциально взаимодействующие человеческие микроРНК-мишени SARS-CoV-2, которые имеют сходство с таковыми вируса гриппа А H1N1, были идентифицированы в качестве терапевтических мишеней. [7]

Различная структура между SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 s2m

Общая рентгеновская (2,7-Å) кристаллическая структура РНК s2m SARS-CoV-1 [2] отличается от вторичной структуры s2m SARS-CoV-2 , определенной с помощью ЯМР. [8] Было высказано предположение о дальнодействующих взаимодействиях между 5′ НТО и s2m в геномной РНК SARS-CoV-2. [9]

Мутации s2m SARS-CoV-2: рекомбинационные горячие точки, а не консервативный мотив РНК

Во время пандемии COVID-19 в 2020 году многие геномные последовательности австралийских изолятов SARS-CoV-2 имели делеции или мутации (29742G>A или 29742G>U; «G19A» или «G19U») в s2m, что позволяет предположить, что в этом элементе РНК могла произойти рекомбинация РНК. 29742G(«G19»), 29744G(«G21») и 29751G(«G28») были предсказаны как горячие точки рекомбинации. [10] Мутация 29742G>U также была связана с путешественниками, возвращающимися из Ирана в Австралию и Новую Зеландию. [11] У трех пациентов круиза Diamond Princess были обнаружены две мутации, 29736G > T и 29751G > T («G13» и «G28») в s2m SARS-CoV-2, поскольку «G28» была предсказана как рекомбинационная горячая точка в австралийских мутантах SARS-CoV-2. Этот результат предполагает, что s2m SARS-CoV-2 является РНК-рекомбинационной/мутационной горячей точкой, а не консервативным мотивом РНК, обнаруженным в других коронавирусах. [12]

Молекулярно-динамическое моделирование показывает, что оба варианта S2M, 29734G>C (G11C) и 29742G>U (G19U), SARS-CoV-2 изменяют стабильность структуры РНК, что ставит под сомнение функциональную значимость s2m в репликации SARS-CoV-2. [13]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Jonassen CM, Jonassen TO, Grinde B (апрель 1998 г.). «Общий мотив РНК в 3'-конце геномов астровирусов, вируса инфекционного бронхита птиц и риновируса лошадей». Журнал общей вирусологии . 79 (ч. 4) (4): 715–8. doi : 10.1099/0022-1317-79-4-715 . PMID  9568965.
  2. ^ abcde Robertson MP, Igel H, Baertsch R, Haussler D, Ares M, Scott WG (январь 2005 г.). «Структура строго консервативного элемента РНК в геноме вируса SARS». PLOS Biology . 3 (1): e5. doi : 10.1371/journal.pbio.0030005 . PMC 539059. PMID  15630477 . 
  3. ^ Tengs T, Kristoffersen AB, Bachvaroff TR, Jonassen CM (апрель 2013 г.). «Мобильный генетический элемент с неизвестной функцией, обнаруженный в отдаленно родственных вирусах». Virology Journal . 10 (1): 132. doi : 10.1186/1743-422X-10-132 . PMC 3653767 . PMID  23618040. 
  4. ^ Rangan R, Zheludev IN, Hagey RJ и др. (август 2020 г.). «Консервация генома РНК и вторичная структура в вирусах SARS-CoV-2 и SARS-related viruss: a first look». RNA . 26 (8): 937–959. doi :10.1261/rna.076141.120. PMC 7373990 . PMID  32398273. 
  5. ^ Tengs T, Delwiche CF, Monceyron Jonassen C (март 2021 г.). «Генетический элемент в геноме SARS-CoV-2 является общим для нескольких видов насекомых». Журнал общей вирусологии . 102 (3). doi : 10.1099/jgv.0.001551 . PMC 8515862. PMID  33427605 . 
  6. ^ Лулла В., Вандель М.П., ​​Бандира К.Дж. и др. (июнь 2021 г.). «Нацеливание на консервативный мотив Stem Loop 2 в геноме SARS-CoV-2». J Virol . 95 (14): e0066321. doi :10.1128/JVI.00663-21. PMC 8223950. PMID  33963053 . 
  7. ^ Chan AP, Choi Y, Schork NJ (ноябрь 2020 г.). «Консервативные геномные терминалы SARS-COV-2 как коэволюционирующие функциональные элементы и потенциальные терапевтические цели». mSphere . 5 (6): e00754-20. doi :10.1128/mSphere.00754-20. PMC 7690956 . PMID  33239366. 
  8. ^ Rangan R, Watkins AM, Chacon J, et al. (март 2021 г.). «De novo 3D-модели элементов РНК SARS-CoV-2 из консенсусных экспериментальных вторичных структур». Nucleic Acids Res . 49 (6): 3092–3108. doi :10.1093/nar/gkab119. PMC 8034642. PMID  33693814 . 
  9. ^ Зив О, Прайс Дж, Шаламова Л и др. (декабрь 2020 г.). «Коротко- и длиннодиапазонный РНК-РНК-взаимодействие SARS-CoV-2». Molecular Cell . 80 (6): 1067–1077. doi :10.1016/j.molcel.2020.11.004. PMC 7643667. PMID  33259809 . 
  10. ^ Yeh TY, Contreras GP (июль 2020 г.). «Появляющиеся вирусные мутанты в Австралии предполагают событие рекомбинации РНК в геноме SARS-CoV-2». The Medical Journal of Australia . 213 (1): 44–44.e1. doi :10.5694/mja2.50657. PMC 7300921. PMID  32506536 . 
  11. ^ Eden JS, Rockett R, Carter I и др. (апрель 2020 г.). «Возникшая клада SARS-CoV-2, связанная с вернувшимися путешественниками из Ирана». Virus Evolution . 6 (1): veaa027. doi :10.1093/ve/veaa027. PMC 7147362 . PMID  32296544. 
  12. ^ Yeh TY, Contreras GP (1 июля 2021 г.). «Вирусная передача и динамика эволюции SARS-CoV-2 в карантине на борту судна». Bull. World Health Organ . 99 (7): 486–495. doi :10.2471/BLT.20.255752. PMC 8243027. PMID 34248221  . 
  13. ^ Райдер СП, Морган БР, Коскун П и др. (Май 2021 г.). «Анализ возникающих вариантов в структурированных регионах генома SARS-CoV-2». Evol Bioinform Online . 17 : 11769343211014167. doi :10.1177/11769343211014167. PMC 8114311. PMID  34017166 . 

Внешние ссылки