PNAS:周政/徐冬衣合作揭示EB病毒抑制宿主DNA损伤反应的新机制

来源：生物世界2022-09-13 17336039

本研究利用结构生物学、生物化学和细胞生物学，揭示了EB病毒蛋白BKRF4调节宿主核小体组装和抑制宿主DDR的分子机制。

DNA携带着细胞的遗传信息，它的稳定传递和准确复制对生命体的生存至关重要。基因组整合、DNA错配或环境理化因素的影响都会造成DNA损伤，导致基因组不稳定，进而诱发癌症等疾病。因此，细胞进化出了完整的DNA损伤反应(DDR)系统来应对这些挑战。同时，由于更多的病毒感染宿主细胞，引起宿主DDR，病毒发展出相关策略对抗宿主DDR，或者利用宿主DDR完成其生命周期，与宿主进行博弈。

爱泼斯坦-巴尔病毒(爱泼斯坦-巴尔病毒)是一种双链DNA基因组的疱疹病毒，与多种恶性肿瘤有关。发现EB病毒的包膜蛋白BKRF4与人组蛋白H2A-H2B二聚体和H3-H4四聚体相互作用，BKRF4破坏损伤修复因子RNF168的募集，干扰宿主DDR，BKRF4的高表达与病毒的致癌性有关。因此，揭示BKRF4识别和调控染色质结构的机制，对于分析EB病毒与宿主的博弈机制非常重要。

中国科学院生物物理研究所周政研究员和北京大学徐东一研究员合作发表了《美国国家科学院院刊》 (PNAS)的研究论文，题目是：爱泼斯坦-巴尔病毒蛋白bkrf4限制核组装抑制宿主抗病毒反应。

本研究利用结构生物学、生物化学和细胞生物学，揭示了EB病毒蛋白BKRF4调节宿主核小体组装和抑制宿主DDR的分子机制。

分析了BKRF4组蛋白结合元件(HBD)和人H2A-H2B二聚体的高精度晶体结构，并通过核磁共振(NMR)、等温量热法(ITC)和下拉证明了BKRF4-HBD和H2A-H2B二聚体之间的相互作用。

在此基础上，单分子磁镊、凝胶迁移等实验证明，BKRF4-HBD特异性识别并结合于半开放核小体而非完全折叠核小体的表面，并促进核小体解聚，抑制RNF168在染色质中的富集，调节宿主DDR。采用激光诱导DNA辐射损伤和荧光等实验方法，进一步证明了在DNA损伤发生后，BKRF4能迅速募集到细胞的DNA损伤位点。打破BKRF4与H2A-H2B二聚体的相互作用，会严重影响BKRF4在DSB位点的募集，使其失去抑制DDR信号的能力。

本研究揭示了EB病毒蛋白BKRF4通过结合宿主染色质和调节DDR过程中染色质组装来抑制宿主DDR信号转导的分子机制。BKRF4-HBD的三元结合模型赋予了BKRF4-HBD与半开核小体相互作用的能力。与先前报道的KSHV、PFV和HCMV病毒蛋白通过识别核小体的酸性区域结合到核小体表面的模型不同，这项工作证明了一种新的核小体结合模型，并揭示了BKRF4识别DNA损伤、破坏染色质组装和调节宿主DDR的机制。