HCMV屬于β皰疹病毒亞科，全球血清陽(yáng)性率高達(dá)90%，它能建立潛伏感染并在宿主一生中持續(xù)存在。HCMV擁有約230kb的雙鏈DNA基因組，編碼數(shù)百種蛋白質(zhì)和非編碼RNA。HCMV在感染過(guò)程中會(huì)與宿主細(xì)胞發(fā)生廣泛的相互作用，操控細(xì)胞機(jī)器并擾亂正常功能，其中包括改變核環(huán)境、招募染色質(zhì)修飾因子和DNA修復(fù)機(jī)器。此外，HCMV還能激活基因組中的重復(fù)元件，包括內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒和衛(wèi)星重復(fù)RNA，但對(duì)HCMV與這些重復(fù)元件的互作機(jī)制知之甚少。

L1是自主活動(dòng)的逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，約占人類(lèi)基因組的17%。L1編碼兩種蛋白：ORF1p（一種核酸伴侶蛋白）和ORF2p（具有核酸內(nèi)切酶和逆轉(zhuǎn)錄酶域的蛋白）。這兩種蛋白優(yōu)先與其親本mRNA結(jié)合，形成L1核糖核蛋白（RNP）顆粒，進(jìn)而通過(guò)目標(biāo)啟動(dòng)的反轉(zhuǎn)錄（TPRT）機(jī)制引發(fā)DNA斷裂并在基因組中生成新的L1插入。L1轉(zhuǎn)座子對(duì)基因組完整性構(gòu)成威脅，同時(shí)也參與宿主基因組的進(jìn)化。

病毒和轉(zhuǎn)座子作為遺傳寄生體，經(jīng)常利用宿主細(xì)胞內(nèi)的組件來(lái)完成自身的復(fù)制周期。然而，關(guān)于病毒與轉(zhuǎn)座子之間相互作用的具體機(jī)制仍知之甚少。

Eunjung Alice Lee 和Kwangseog Ahn 發(fā)表了《Human cytomegalovirus harnesses host L1 retrotransposon for efficient replication》，本研究旨在揭示HCMV如何利用L1轉(zhuǎn)座子蛋白在其復(fù)制周期中提高復(fù)制效率。

研究方法：本研究采用了多種實(shí)驗(yàn)方法，包括RNA測(cè)序（RNA-seq）、轉(zhuǎn)座酶可及性染色質(zhì)測(cè)序（ATAC-seq）、免疫共沉淀（Co-IP）、蛋白質(zhì)組學(xué)分析、熒光成像、流式細(xì)胞術(shù)以及高通量測(cè)序等，以全面解析HCMV與L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子之間的相互作用。

實(shí)驗(yàn)：

HCMV感染激活L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子表達(dá)：通過(guò)RNA-seq和qPCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，HCMV感染顯著上調(diào)了宿主細(xì)胞中L1轉(zhuǎn)座子的表達(dá)。特別是在感染的不同階段，L1 RNA和蛋白質(zhì)水平均顯著增加。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，UV滅活的HCMV無(wú)法激活L1表達(dá)，說(shuō)明L1的激活依賴(lài)于HCMV的活性基因表達(dá)。

HCMV上調(diào)L1表達(dá)的機(jī)制：使用ATAC-seq分析了HCMV感染對(duì)L1基因組區(qū)域染色質(zhì)可及性的影響，發(fā)現(xiàn)感染導(dǎo)致L1區(qū)域的染色質(zhì)變得更為開(kāi)放。通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合基序富集分析，發(fā)現(xiàn)HCMV感染上調(diào)了L1轉(zhuǎn)錄因子YY1和RUNX3的表達(dá)，這些轉(zhuǎn)錄因子與L1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合增加，促進(jìn)了L1的轉(zhuǎn)錄。

L1表達(dá)對(duì)HCMV復(fù)制的影響：構(gòu)建了攜帶針對(duì)L1 mRNA的shRNA的HCMV病毒株，發(fā)現(xiàn)L1敲低的HCMV病毒株復(fù)制效率顯著下降，說(shuō)明L1表達(dá)對(duì)于HCMV的高效復(fù)制至關(guān)重要。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，L1敲低并未顯著影響宿主細(xì)胞的抗病毒免疫反應(yīng)，排除了通過(guò)減弱免疫反應(yīng)來(lái)促進(jìn)病毒復(fù)制的可能性。

HCMV UL44與L1 RNP復(fù)合物的相互作用：通過(guò)免疫共沉淀結(jié)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC/MS）分析，發(fā)現(xiàn)HCMV DNA聚合酶亞基UL44是L1核糖核蛋白（RNP）復(fù)合物中最豐富的病毒結(jié)合蛋白。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，UL44與L1 ORF2p存在直接相互作用，這種相互作用依賴(lài)于RNA。

L1誘導(dǎo)的DNA損傷反應(yīng)：發(fā)現(xiàn)HCMV感染過(guò)程中，L1 ORF2p誘導(dǎo)的DNA損傷標(biāo)志物pH2AX在病毒復(fù)制區(qū)域顯著累積。通過(guò)使用L1 ORF2p的核酸內(nèi)切酶（EN）和逆轉(zhuǎn)錄酶（RT）缺陷型突變體，發(fā)現(xiàn)EN活性對(duì)于誘導(dǎo)DNA損傷反應(yīng)至關(guān)重要。

L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子對(duì)HCMV基因組穩(wěn)定性的影響：使用人類(lèi)活性轉(zhuǎn)座子測(cè)序（HAT-seq）和深度Illumina全基因組測(cè)序（WGS）分析HCMV基因組中的L1插入和突變情況，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性L(fǎng)1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子并未在HCMV基因組中造成顯著的克隆性插入或突變積累。進(jìn)一步分析表明，L1介導(dǎo)的突變負(fù)擔(dān)并未在L1敲低的HCMV病毒株中顯著減少，說(shuō)明L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子并非HCMV遺傳適應(yīng)的主要機(jī)制。

L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子加速HCMV DNA復(fù)制：通過(guò)EdU摻入實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，L1表達(dá)促進(jìn)了HCMV DNA的復(fù)制。使用拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑喜樹(shù)堿（CPT）誘導(dǎo)復(fù)制叉停滯，發(fā)現(xiàn)L1表達(dá)顯著促進(jìn)了停滯復(fù)制叉的重啟。使用加速的新生DNA上蛋白質(zhì)的原位分離（aniPOND）技術(shù)，發(fā)現(xiàn)UL44和L1 ORF2p在病毒復(fù)制叉上顯著富集，說(shuō)明L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子參與了HCMV DNA復(fù)制的調(diào)控。

結(jié)論

本研究揭示了HCMV通過(guò)上調(diào)宿主L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子表達(dá)，并利用L1的核酸內(nèi)切酶活性誘導(dǎo)DNA損傷反應(yīng)，從而促進(jìn)自身DNA復(fù)制的新機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)不僅增進(jìn)了我們對(duì)HCMV復(fù)制策略的理解，也為開(kāi)發(fā)針對(duì)HCMV感染的新療法提供了潛在靶點(diǎn)。

PBL Assay Science品牌的VeriKine Human IFN beta ELISA kit（貨號(hào)： PBL-41410-1）產(chǎn)品的作用和價(jià)值

在本研究中，PBL Assay Science品牌的VeriKine Human IFN beta ELISA kit試劑盒被用于檢測(cè)HCMV感染過(guò)程中宿主細(xì)胞分泌的干擾素-beta（IFN-beta）水平。IFN-beta是一種重要的抗病毒細(xì)胞因子，對(duì)于宿主細(xì)胞抵抗病毒感染具有重要作用。通過(guò)ELISA試劑盒檢測(cè)IFN-beta水平，研究團(tuán)隊(duì)能夠評(píng)估HCMV感染對(duì)宿主細(xì)胞抗病毒反應(yīng)的影響。

該ELISA試劑盒的作用和價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

高靈敏度與特異性：ELISA試劑盒采用高度特異性的抗體對(duì)進(jìn)行檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量細(xì)胞培養(yǎng)上清液中的IFN-beta濃度，為研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

操作簡(jiǎn)便：試劑盒提供了詳細(xì)的操作指南和標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)流程，研究人員可以方便地按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作，無(wú)需復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，即可獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

重復(fù)性好：ELISA試劑盒具有良好的重復(fù)性，能夠在不同批次實(shí)驗(yàn)中保持一致的檢測(cè)效果，為科學(xué)研究提供可靠的保障。

應(yīng)用廣泛：除了本研究中的HCMV感染模型外，該ELISA試劑盒還可用于其他病毒感染、自身免疫性疾病以及癌癥等相關(guān)研究中IFN-beta水平的檢測(cè)。

PBL Assay Science品牌的 VeriKine Human IFN beta ELISA kit（貨號(hào)： PBL-41410-1）試劑盒在本研究中發(fā)揮了重要作用，為研究HCMV感染過(guò)程中宿主細(xì)胞的抗病毒反應(yīng)提供了可靠的實(shí)驗(yàn)手段。同時(shí)，該試劑盒的優(yōu)異性能也使其在生物醫(yī)學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用前景。

美國(guó)的PBL Assay Science（又名：Pestka Biomedical Laboratories, Inc.）成立于1990年，創(chuàng)始人Sidney Pestka被稱(chēng)為“干擾素之父”，PBL Assay Science 作為干擾素和細(xì)胞因子蛋白和抗體以及預(yù)包裝的一流的干擾素和細(xì)胞因子免疫測(cè)定試劑盒的高質(zhì)量制造商而享有盛譽(yù)。生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高品質(zhì)干擾素產(chǎn)品和生物標(biāo)志物檢測(cè)試劑盒在很多高影響力出版物中都有引用，并已在具有挑戰(zhàn)性的樣本中進(jìn)行了外部驗(yàn)證。

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