真核生物的蛋白翻譯，依賴于mRNA 5'端的帽子結構。而口蹄疫病毒（FMDV）、脊髓灰質炎病毒、人丙型肝炎病毒等一些RNA 病毒，其蛋白的翻譯是通過病毒自身的內部核糖體進入位點（Internal ribosomal entry site，IRES）以非帽依賴性方式完成的，即IRES 借助宿主細胞的翻譯起始因子和反式作用因子招募40S 和60S 核糖體形成翻譯起始復合物、起始病毒蛋白的翻譯。IRES 介導的翻譯起始是這些RNA 病毒復制的關鍵步驟之一，其過程涉及病毒與宿主細胞蛋白之間復雜的相互作用，與病毒的嗜性和毒力相關，是近年來病毒學研究的熱點領域之一。近年來，哈爾濱獸醫(yī)研究所牛羊傳染病研究創(chuàng)新團隊聚焦FMDV 的IRES 進行研究，確定IRES是FMDV 的關鍵毒力因子，并發(fā)現(xiàn)IRES 的C351G突變使之與宿主細胞多聚嘧啶結合蛋白（PTB）的相互作用對溫度敏感，從而引起IRES 發(fā)生溫度依賴性翻譯缺陷，導致FMDV 產生溫度敏感減毒表型（國際PCT 專利公開號：WO/2018/090994）。這些發(fā)現(xiàn)，引導作者進一步尋找與病毒IRES 互作的細胞蛋白、并研究其在FMDV 復制中的作用，以闡明病毒IRES 介導翻譯起始的分子機制以及IRES 靶向FMDV 減毒的精細機制。

作者首先用FMDV 的IRES 為誘餌從細胞中調取一些IRES 結合蛋白，并通過質譜分析進行鑒定。選取其中的核不均一核糖核蛋白L（hnRNP L）進行深入研究，發(fā)現(xiàn)hnRNP L 以其RNA 識別基序RRM3-4 與IRES 的 結 構 域D4-5 結 合， 這 種 蛋白-RNA 相互作用導致FMDV 在細胞中的復制明顯受到抑制。然而令人驚奇的是，hnRNP L 對FMDV生長的抑制作用雖然以結合IRES 為前提，可是與IRES 介導的翻譯功能無關。由此推測，IRES 的結合只是為hnRNP L 提供一個空間位點，使之有機會與其他宿主細胞或病毒的因子互作以阻止病毒RNA的合成。接下來的研究發(fā)現(xiàn)，在感染細胞中hnRNP L 阻止FMDV RNA 的合成、由此抑制FMDV 的復制。已知PTB 蛋白可穩(wěn)定IRES 結構、對于FMDV復制是需要的，這使人聯(lián)想到hnRNP L 可能通過與PTB 互作影響PTB 的穩(wěn)定功能、導致IRES 已被降解而抑制FMDV 的復制，但作者的研究結果表明hnRNP L 不影響IRES 的穩(wěn)定性。進一步的研究表明，在感染細胞內hnRNP L與病毒聚合酶3Dpol相互作用，而且這種互作是FMDV RNA 依賴性的，提示hnRNP L 存在于RNA 復制復合物中發(fā)揮抑制功能，其作用機制尚不清楚?？紤]到hnRNP L 通過其RNA結合域RRM3-4 與FMDV IRES 的結構域D4-5 互作，而且有研究表明hnRNP L 的RRM3-4 通過結合RNA的不同位點使之環(huán)化，因此作者推測，hnRNP L 可能通過結合IRES 使之改變構象，從而招募其他蛋白或非編碼RNA 來影響復制復合物中病毒RNA 的合成。上述研究結果已在線發(fā)表在Journal of Virology，孫超為第一作者，楊德成和于力為通訊作者。

本研究在細胞中發(fā)現(xiàn)一種新的病毒IRES 結合蛋白hnRNP L，它存在于包含3Dpol和FMDV RNA 的復制復合物中，通過抑制病毒RNA 的合成而不是阻止IRES 介導的翻譯起始來抑制FMDV 的復制。這種hnRNP L 與IRES 相互作用抑制FMDV 復制的意外機制，加深了我們對病毒IRES 功能的理解。研究病毒嗜性與毒力的分子決定因素及其發(fā)生機制，是探索病毒病流行規(guī)律以及尋求免疫防控策略的重要課題。本研究僅僅是病毒IRES 與細胞蛋白互作影響微RNA 病毒復制研究的開始，隨后的研究也將關注IRES 決定FMDV 毒力的結構基礎以及IRES 突變引起減毒的發(fā)生機制，這些研究不但具有基礎病毒學理論價值、而且具有臨床病毒學應用潛力。