陳向東教授課題組在古菌溫和病毒整合酶作用機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
2018年1月19日，國際學(xué)術(shù)期刊《Nucleic Acids Research》（IF= 10.162）在線發(fā)表了我院陳向東教授課題組的最新研究成果，論文題為：A novel family of tyrosine integrases encoded by the temperate pleolipovirus SNJ2（溫和多形性病毒SNJ2編碼一類新的酪氨酸家族整合酶）。該工作揭示了一類新的病毒整合酶的特性和作用機(jī)制。博士生汪嬌為該論文的第一作者，陳向東教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金面向項目和病毒學(xué)國家重點實驗室自主研發(fā)課題基金的支持。
位點特異性重組過程在三域生物中廣泛存在并發(fā)揮重要的生物學(xué)功能，如參與病毒整合與切離、遺傳物質(zhì)復(fù)制與分離、調(diào)控基因類型等。目前對古菌及其病毒中存在的整合元件研究報道不多，且受遺傳操作系統(tǒng)限制而多局限于體外研究。陳向東教授課題組前期發(fā)現(xiàn)在極端嗜鹽古菌Natrinema sp.J7-1染色體上溶原性存在一株溫和多形性病毒SNJ2，其基因組能特異性地從宿主染色體上切離、整合，即在胞內(nèi)以線性整合和游離環(huán)化兩種動態(tài)平衡的形式存在，暗示其上存在著功能精巧、有活性的特異性重組元件（Ying Liu et al., Mol. Microbiol., 2015,.98(6), 1002–1020）。在本研究中，進(jìn)一步證實SNJ2編碼一種新的重組系統(tǒng)，能夠介導(dǎo)病毒基因組上的特定位點與宿主染色體上位于tRNAMet 3’末端的序列之間發(fā)生特異性重組，從而在宿主染色體上（即原病毒基因組兩端）留下14 bp的核心重復(fù)序列。研究的結(jié)果顯示SNJ2編碼的整合酶（IntSNJ2）能夠單獨催化原病毒從宿主染色體上切離，但對于整合過程，其需要在病毒編碼的兩個小蛋白，Orf2 和 Orf3的幫助下高效地完成。編碼整合酶及這兩個輔助蛋白的三個基因共轉(zhuǎn)錄，形成一個操縱子。同源保守性分析表明IntSNJ2-type整合酶廣泛存在于嗜鹽古菌的基因組中，并且與多種不同類型的可移動遺傳元件的整合相關(guān)。其中重要的發(fā)現(xiàn)是，來自不同屬的3個相似的SNJ2-like重組系統(tǒng)通過實驗證明都具有交叉整合切離活性。而且，系統(tǒng)發(fā)育分析也表明IntSNJ2-type重組酶是一類新的酪氨酸整合酶，不同于已研究的包括古菌SSV-type和pNOB8-type在內(nèi)的所有重組酶家族。 工作拓展了人們對自然界中存在的可移動元件種類及位點特異性重組機(jī)制多樣性的認(rèn)識。
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https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gky005/4816213?guestAccessKey=4a20d403-2af4-49ba-832b-88931d313cac
圖示：溫和病毒SNJ2整合酶的系統(tǒng)進(jìn)化分析
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