反轉錄病毒嵌入到核小體的結構基礎

Maskell, D. P., et al. Nature 523, 366-369 (2015).

演講者: Jyun-Cyuan Chang (張鈞筌)         時間: 13:00~14:00, Sep 30, 2015

講評者: Dr. Wen-Yih Jeng (鄭文義 老師)    地點: Room 601

摘要

反轉錄病毒嵌入到宿主的染色體對於反轉路病毒的複製是很重要的一步驟。病毒透過整合酶(IN)催化反應。整合酶會聚集在病毒DNA的末端，並形成穩定的結構叫做intasome(1)。Intasome嵌入到核小體DNA並發生stand transfer。Intasome和核小體之間的分子機制目前還不清楚。在這篇研究中，原型泡沫病毒(PFV)的intasome之前被用來當作反轉錄病毒的活性模型並且可以看到明顯的嵌入活性。然而，deproteinized的核小體DNA會喪失專一性的嵌入點並且效率變低。在之前的研究中，PFV的intasome包含兩種形式的整合酶(IN)，一個在內部，一個在外部。內部的整合酶功能是聚集在病毒DNA的末端並形成凹槽，可以讓目標DNA結合。而外部的整合酶是會去附著在內部的整合酶透過催化的核心domian(2)。Single-particle cryo-electron microscopy的結構顯示，intasome-nucleosome 的表面有核小體DNA和1個H2A-H2B二聚體，這二聚體會和聚合酶交互作用。核小體的DNA在平常的nucleosome中是不同於在intasome-nuclesome complex。DNA嵌入到intasome時會發生構型的改變。作者們進一步顯示，把intasome-nucleosome表面上的胺基酸突變之後，會減低intasome嵌入核小體的能力。在這篇研究，作者們定義了反轉錄病毒DNA嵌入的結構基礎，這個模型將有助於發展抗反轉錄病毒的藥物。

參考資料:

1.         Hare, S., Gupta, S.S., Valkov, E., Engelman, A. & Cherepanov, P. Retroviral intasome assembly and inhibition of DNA strand transfer. Nature 464, 232-6 (2010).

2.         Pruss D, Bushman FD, & Wolffe AP (1994) Human immunodeficiency virus integrase directs integration to sites of severe DNA distortion within the nucleosome core. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 91(13):5913-5917.