乙型肝炎病毒（HBV）感染了约 2.96 亿人，并导致肝硬化或癌症，带来了严重的死亡威胁，它的目标是肝脏，最初几乎没有症状。最近的研究揭示了乙型肝炎病毒聚合酶蛋白的新机制，这可能会带来创新的治疗方法，有可能超越目前只能控制但不能根除感染的疗法的局限性。

乙型肝炎病毒（HBV）微小、危险、传染性强。它慢性感染约 2.96 亿人，每年夺走约 100 万人的生命。这种难以捉摸的病毒主要针对肝脏，在导致肝硬化或癌症之前往往没有任何症状。

大多数治疗方法都试图抑制病毒的聚合酶（pol）蛋白。但这些治疗都是终身性的，无法根治。现在，洛克菲勒大学查尔斯-M-赖斯实验室的研究人员揭示了前所未见的机制，这可能会带来治疗乙型肝炎病毒的新方法。他们在《细胞》（Cell）杂志上发表了这一研究成果。

"目前的抑制剂可以减轻感染，但无法根除感染，"莱斯大学病毒学和传染病实验室研究助理教授、论文资深作者比尔-施耐德（Bill Schneider）说。"基础科学可以提供新的见解，并带来不同的策略。这就是我们重新回到绘图板上，进一步了解这种病毒的原因"。

HBV 基因组异常保守，超过一半的基因组包含重叠阅读框架，即核苷酸编码多种蛋白质的区域。由于其中一个阅读框架内的单个突变会导致另一个阅读框架发生变化，因此病毒必须严格控制这些错综复杂的区域，以防止潜在的灾难性影响。

然而，HBV 显然有足够的灵活性来适应新的环境和宿主。施耐德说："它在人类中是一种非常成功的病毒，它的近亲会感染各种鸟类和哺乳动物。"

人们对 HBV 如何在基因的刚性和灵活性之间取得微妙的平衡一直知之甚少，因为这些重叠的框架很难区分开来。它们的集体作用掩盖了单个蛋白质的机制。

在 HBV 复制过程中发挥重要作用的 pol 蛋白一直是研究人员关注的焦点。它是一种多用途分子，其重要性体现在它的体积上；它比其他病毒蛋白大得多，包裹着三分之二的 HBV 循环基因组，与其他三种蛋白共享一个重叠阅读框。

为了更好地了解其动态成分，莱斯的研究小组采用了他们去年开发的一种新方法，将RNA送入培养细胞以产生病毒DNA、蛋白质和其他产物。这种方法使他们能够解除或分离重叠阅读框中蛋白质的功能，从而更清楚地了解 Pol。

"想象一下，两张不同文字的透明纸叠在一起。如果你能取下其中的一张，就会更容易阅读，"施耐德说。"这就是我们的 RNA 传输系统所能做到的。"

接下来，他们使用了深度突变扫描--一种可以揭示数以万计的蛋白质变体的机制和行为的高通量方法。他们利用这种方法测试了 pol 蛋白质中几乎所有可能的变体，并了解了它对每种变化的反应。

他们的第一个意外发现是，Pol 蛋白的末端对名为脯氨酸的氨基酸有严格要求。核糖体是制造蛋白质的分子机器，它沿着信使 RNA 分子的长度行进，并将代码翻译成氨基酸链。连续出现多个脯氨酸会让核糖体停滞不前。当核糖体停在代码中的某个特定位置时，就会暂时阻止翻译。

果然，他们发现，制造 pol 蛋白的核糖体在末端前就停止了，蛋白质被拴在核糖体上，就像气球拴在孩子的手上一样，"它就是不肯放手。"

研究认为，这种停滞可能使蛋白质有时间正确折叠以完成其工作，更重要的是，增加了它与正确的 RNA（即编码它的 RNA）结合的机会。只有这样，蛋白质才会被释放出来。

人们早就知道，pol 蛋白更喜欢反向转录它所来自的 RNA（称为顺式偏好），而不是寻找另一种 RNA 进行复制，但它是如何通过核糖体停滞来实现这一点的，直到现在人们还不得而知。

这一过程可能是 pol 蛋白只传播经过验证的 RNA 的一种方式--这也是"如果坏了，就不要复制"的一个例子。也可能是为了提高效率。

他说："Pol 蛋白的制造数量并不多，因此病毒希望确保当制造出一种蛋白时，它能发挥其作用。系链机制的顺式选择可能有助于确保蛋白质不会在细胞中四处游荡，寻找其同源的 RNA。这是一个更有效的过程。"

在下一阶段的研究中，他们将探索如何操纵 pol 的顺式偏好。一旦了解了一种机制，就有能力扰乱它，并找出后果是什么。

一种方法是通过突变引发暂停的脯氨酸来防止核糖体停滞。这可能会抑制病毒，并使病毒更难产生抗药性。

编译来源：ScitechDaily

DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.008