曹罡/李国亮/傅振芳揭示α疱疹病毒与宿主基因组染色质相互作用的机理

像大多数 DNA 病毒一样，疱疹病毒将它们的基因组精确地传递到受感染宿主细胞的细胞核中，以启动随后的转录和复制。然而，病毒基因组如何与宿主基因组特异性相互作用并劫持宿主转录机制仍然难以捉摸。

2021年6月23日，华中农业大学曹罡，李国亮及佐治亚大学傅振芳共同通讯在Science Advances 在线发表题为“RUNX1-mediated alphaherpesvirus-host trans-species chromatin interaction promotes viral transcription”的研究论文，该研究使用伪狂犬病病毒 (PRV) 作为模型病毒，进行了染色体构象捕获分析，以证明病毒与宿主之间的全基因组特异性跨物种染色质相互作用。

该研究数据显示 PRV 基因组由宿主 DNA 结合蛋白 RUNX1 传递到开放染色质和活性转录区。这有助于病毒劫持宿主 RNAPII 以有效转录病毒基因，而 RUNX1 抑制剂或 RNA 干扰会显著抑制病毒基因。总之，这些发现提供了对病毒和宿主基因组之间染色质相互作用的见解，并确定了新的研究领域，以促进对疱疹病毒基因组转录的理解。

哺乳动物细胞核在离散区域中被不同的染色体占据，以实现空间和时间协调的基因表达 。大多数真核 DNA 病毒，如疱疹病毒，可以精确地将它们的基因组传递到细胞核中，并劫持宿主机器以维持、复制和表达它们的基因组。疱疹病毒是一个大型病毒家族，能够感染包括人类在内的多种脊椎动物宿主。例如，单纯疱疹病毒 (HSV) 可感染多达 85% 的人口，而 Epstein-Barr 病毒 (EBV) 可能对人类致癌。疱疹病毒具有双链 DNA，在宿主细胞核中作为染色质化的附加体保持。染色体构象捕获 (3C) 技术揭示了细胞核中不同染色体位点之间的远程染色质相互作用。新出现的证据表明病毒附加体也可以参与这种染色体相互作用。

据报道，乙型肝炎病毒和 5 型腺病毒 (Ad5) 靶向转录起始位点和 CpG 岛区域，这可能为其自身的复制和转录提供有利环境。而 EBV 病毒优先与富含抑制性组蛋白标记 H3K9me3 的 Epstein-Barr 核抗原 1 (EBNA1) 结合基因组区域相关联，这在功能上与病毒潜伏期相关。从潜伏期重新激活后，EBV 的基因组可以从抑制性异染色质区域移动到活跃的常染色质区域。然而，DNA 病毒基因组如何与宿主基因组特异性相互作用并劫持宿主转录机制在很大程度上是未知的。

伪狂犬病病毒 (PRV) 是一种α 疱疹病毒，已被用作模型病毒，用于在分子生物学、发病机制和神经元毒力的各个方面研究 α疱疹病毒。疱疹病毒基因由宿主 RNA 聚合酶 II (RNAPII) 以极早期 (IE)、早期 (E 或 β) 和晚期 (L 或 γ) 基因的时间协调顺序转录。然而，疱疹病毒如何招募宿主 RNAPII 来转录其基因组的潜在机制仍然难以捉摸。在这里，该研究使用 PRV 作为模型病毒来探索病毒与宿主之间的跨物种染色质相互作用，并阐明宿主转录机制募集的潜在过程。

该研究数据显示 PRV 基因组由宿主 DNA 结合蛋白 RUNX1 传递到开放染色质和活性转录区。这有助于病毒劫持宿主 RNAPII 以有效转录病毒基因，而 RUNX1 抑制剂或 RNA 干扰会显著抑制病毒基因。总之，这些发现提供了对病毒和宿主基因组之间染色质相互作用的见解，并确定了新的研究领域，以促进对疱疹病毒基因组转录的理解。

来源：iNature