7月24日，Cell Research雜志在線發(fā)表了中科院生物物理研究所劉迎芳課題組等的研究成果，題為Crystal structure of ISG54 reveals a novel RNA binding structure and potential functional mechanisms。該項成果是劉迎芳課題組繼抗病毒蛋白ZAP（NSMB. 2012 Mar 11;19(4):430-5）研究工作之后，在干擾素誘導(dǎo)抗病毒蛋白結(jié)構(gòu)與功能研究方面的又一新進展。

干擾素誘導(dǎo)基因56(Interferon-stimulated gene 56, ISG56)家族成員在細(xì)胞抵御病毒入侵時發(fā)揮重要的作用，但是其功能機制一直不清楚。早期的報道認(rèn)為，ISG56家族成員ISG54和ISG56可以通過抑制翻譯起始復(fù)合物的形成來行使抗病毒功能。隨后有人發(fā)現(xiàn)，該家族成員還影響細(xì)胞因子的表達。近來的研究結(jié)果表明，ISG54和ISG56可以識別非宿主mRNA從而行使抗病毒功能。盡管這些結(jié)果為ISG56家族成員的抗病毒功能提出了可能的機制，但是無法解釋其細(xì)胞功能機制。

劉迎芳課題組通過解析晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)ISG54具有一種全新的RNA結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)含有9個tetratricopeptide repeat-like結(jié)構(gòu)域，形成domain-swapped二體（如圖）。ISG54的C端折疊成一個超螺旋結(jié)構(gòu)，可以用來結(jié)合病毒mRNA。這些RNA結(jié)合位點的關(guān)鍵殘基被突變以后，ISG54會喪失其RNA結(jié)合能力和抗病毒功能。

研究中還意外發(fā)現(xiàn)，ISG54對于RNA的序列具有很強的選擇性，其傾向于結(jié)合富含AU的RNA，這種結(jié)合并不依賴于mRNA Cap和5’三磷酸化特征。進一步的研究表明，ISG54可以結(jié)合細(xì)胞因子蛋白mRNA非編碼區(qū)的ARE序列。由于ARE對于調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性有重要作用，研究人員推測這可能是ISG54發(fā)揮細(xì)胞功能的關(guān)鍵。

作為ISG56家族蛋白的第一個結(jié)構(gòu)，該項工作對于解釋ISG56家族成員的功能機制具有重要意義。

該項工作是由劉迎芳研究員與武漢大學(xué)舒紅兵院士組合作完成的。該項研究課題得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的資助，以及上海光源和Diamond同步輻射光源的支持。