Virulence丨Polysome profiling应用：徐胜奎团队发现赤羽病毒通过解聚应激颗粒与加工小体促进病毒转录与复制

布尼亚病毒目（Bunyaviricetes）是RNA病毒中最大的类群，包含多种严重威胁人类、动物及植物健康的病原体。赤羽病毒（AKAV）作为正布尼亚病毒属（Orthobunyavirus）的成员，主要引起牛羊等反刍动物的生殖障碍。

该病毒基因组由三个片段的负链单链RNA组成，并在宿主细胞内通过帽依赖性核酸内切酶切割机制（Cap-snatching）获取宿主mRNA的5'端帽子结构以启动自身转录。宿主细胞内的mRNA主要分布在翻译活跃的多聚核糖体（Polysomes）、暂时储存的应激颗粒（SGs）以及负责降解的加工小体（PBs）中。

由于病毒转录高度依赖宿主mRNA作为帽子供体，细胞内mRNA的亚细胞定位及其功能状态对病毒生命周期至关重要。然而，AKAV如何通过调控这些复杂的细胞内mRNA分布环境来优化帽依赖性核酸内切酶切割效率，目前尚不明确。

2026年10月15日，北京农学院徐胜奎团队在Virulence上发表了题为“Akabane virus reprograms the PKR-eIF2α-SGs/PBs axis to fine-tune cap-snatching efficiency”的研究论文。本研究发现AKAV能够通过激活双链RNA依赖性蛋白激酶（PKR）至eIF2α途径，诱导宿主细胞多聚核糖体解体并劫持mRNA，同时利用其N蛋白解体细胞质中的SGs和PBs以释放出更多的宿主mRNA。

文章索引

【标题】Akabane virus reprograms the PKR-eIF2α-SGs/PBs axis to fine-tune cap-snatching efficiency

【发表期刊】Virulence

【发表日期】2026年10月15日

【作者及团队】北京农学院徐胜奎团队

【IF】6.8

研究结果

一、赤羽病毒感染以细胞类型非依赖的方式主动解聚应激颗粒

在BHK-21、Vero和牛滋养层细胞中感染AKAV，并用亚砷酸盐或二硫苏糖醇诱导应激颗粒，免疫荧光显示AKAV感染可抑制应激颗粒形成，而紫外线灭活病毒无此作用，说明该过程需要病毒复制。

二、赤羽病毒感染激活PKR-eIF2α轴诱发多聚核糖体解聚与宿主翻译抑制

Western blot显示感染后PKR和eIF2α磷酸化水平升高，而PERK和GRP78无显著变化。

嘌呤霉素掺入实验与Polysome profiling多聚核糖体分析表明宿主翻译被抑制，多聚核糖体解聚、80S单核糖体增多。

三、赤羽病毒N蛋白依赖其RNA结合结构域抑制应激颗粒装配

通过转染HA标签病毒蛋白逐一筛选，仅N蛋白能阻止应激颗粒诱导。

免疫共沉淀未发现N蛋白与G3BP1直接结合，但N蛋白RNA结合位点突变后丧失抑制应激颗粒的能力。

四、N蛋白竞争性排挤G3BP1结合宿主mRNA并重塑其亚细胞定位

利用oligo（dT）磁珠进行RNA免疫沉淀，显示AKAV感染或N蛋白表达使G3BP1-mRNA复合物减少，N蛋白转而结合mRNA。

免疫荧光显示N蛋白与PABP1及poly(A)RNA部分共定位。

五、抑制PKR磷酸化通过削弱抢帽效率阻遏病毒复制

使用PKR抑制剂PKR-IN-C16处理感染细胞，病毒N蛋白水平和病毒滴度明显下降。

利用pEGFP-ns作为帽供体，RT-PCR和qRT-PCR证明PKR抑制使病毒mRNA中来自该供体的帽减少。

六、抑制应激颗粒装配促进赤羽病毒抢帽转录与子代复制

使用G3BP1抑制剂PT129或siRNA敲低G3BP1，均使病毒N蛋白表达、病毒滴度和帽供体利用率显著升高，表明应激颗粒保留mRNA不利于抢帽。

七、赤羽病毒N蛋白依赖RNA结合结构域诱导处理体解聚

利用抗DEAD盒RNA解旋酶6（DDX6）抗体观察PBs分布，发现病毒感染中后期PBs广泛分散，且早期形成的N蛋白病灶与PBs发生短暂对接停泊并促进其解离。

过表达与点突变实验进一步表明，仅N蛋白能特异性瓦解PBs，且该表型同样取决于N蛋白完整的RNA结合沟槽结构，而与DDX6无直接相互作用。

八、N蛋白解聚处理体防止宿主mRNA降解并提升抢帽转录效率

N蛋白过表达可使细胞mRNA丰度提高约2倍，敲低加工小体核心组分mRNA脱帽酶2（Dcp2）或DDX6均增强AKAV复制和抢帽效率，其中DDX6敲低使抢帽效率增加约2.5倍。

总结

本文揭示了AKAV通过精密的分子机制重塑宿主细胞内mRNA的亚细胞分布，通过主动解聚多聚核糖体、应激颗粒和加工小体，将原本被封存的mRNA转化为病毒转录所需的帽子供体。这一发现不仅阐明了AKAV高效复制的策略，也为理解其他负链RNA病毒的转录调控提供了重要理论依据。