大规模核糖体图谱技术揭示病毒泛开放阅读框及其免疫调控机制

时间:2025年6月13日
来源:SCIENCE

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病毒基因组功能注释面临培养风险与计算难题。Weingarten-Gabbay团队开发大规模核糖体图谱技术(MPRP),通过质粒转染检测679种人类相关病毒中的4208个未注释开放阅读框(ORFs),发现非经典ORFs编码的HLA-I类递呈肽段及调控病毒蛋白翻译的上游ORFs,为疫苗开发和宿主免疫应答研究提供新靶点。

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病毒蛋白质组的解析对理解其生命周期和免疫识别至关重要,但多数病毒的翻译区域图谱仍属未知。研究者创新性开发了大规模并行核糖体分析技术(Massively Parallel Ribosome Profiling, MPRP),通过对数万条设计寡核苷酸的扫描,在679种人类相关病毒基因组中鉴定出4208个未被注释的开放阅读框。

令人振奋的是,这些新发现的非经典ORFs编码的病毒肽段,能够通过人类白细胞抗原I类分子(HLA-I)在感染细胞表面呈现。更关键的是,研究揭示了数百个上游开放阅读框(uORFs)的存在,这些序列可能通过调控病毒蛋白的翻译起始过程,直接影响病毒感染进程和宿主免疫应答强度。

该技术突破不仅实现了对多种病毒家族(包括高致病性病毒)翻译组的全景式扫描,更通过发现大量新型ORFs显著扩展了疫苗开发靶点库。这些隐藏在病毒基因组中的"暗物质",包括潜在的顺式调控元件,为理解病毒-宿主相互作用提供了全新视角。研究采用的质粒转染策略巧妙规避了活病毒培养的生物安全风险,为未来病原体研究提供了可推广的技术框架。

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