人類蛋白質schlafen 11利用密碼子使用偏好的不同來抑制

人類免疫缺陷病毒(HIV)蛋白質的合成

論文：Li., et al. 2012. Codon-usage-based inhibition of HIV protein synthesis by human schlafen 11.

 Nature. 1;491: 125-128

報告者：林韋宏                           時間：15:00~16:00, Feb. 20, 2013

講評老師：王憲威老師               地點：Room 601

摘要：

第一型干擾素會誘發大量的interferon-stimulated genes (ISGs)來抵禦病毒的感染，但是至今仍有許多ISGs抗病毒的功能是未知的。此篇作者研究的Schlafen (Slfn) genes就是ISGs的一員，他們在這一篇研究中發現 Schlafen 11 (SLFN11)在先天性免疫所扮演抗病毒的機制為何。SLFN11在293細胞高度表現，但是在包裹病毒用的293T卻測不到。作者利用shRNA抑制293細胞SLFN11內生性的表現會促使反轉錄病毒(像是偽類型人類免疫缺陷病毒)的增生，相反的，如果在293T大量表現SLFN11卻可以抑制反轉錄病毒的增生。進一步檢查反轉錄病毒的生活期，作者發現SLFN11並不影響反轉錄病毒生活期早期，像是DNA轉錄和RNA的運送。值得注意的是SLFN11會選擇性的抑制病毒蛋白質的合成，像是Gag和Nef，但卻不影響嵌插在病毒基因體當中的報導基因蛋白質的合成。在過去的研究發現人類免疫缺陷病毒和部分病毒其偏好的核酸組成是不同於人類的，所以這些病毒會利用人類細胞中較少、非主要的密碼子來進行病毒蛋白的轉譯。作者將人類免疫缺陷病毒的基因gag 改成人類偏好的核酸組成時，SLFN11就無法抑制Gag蛋白質的合成。這樣的結果顯示SLFN11是利用密碼子使用偏好的不同來抑制病毒蛋白質的合成。從tRNA array和EMSA的結果發現，SLFN11會與tRNA結合，然後抑制人類免疫缺陷病毒來改變細胞當中tRNA的組成比例。最後作者也證明了SLFN11確實能抑制野生型人類免疫缺陷病毒在T細胞中的複製。總結來說，這篇研究發現了一個新的抗病毒策略，而這樣的策略主要是透過病毒特別的密碼子使用偏好。

圖一、在正常的情況下，人體細胞中的tRNA組成比例適合人類的基因進行轉譯(左圖)。但是在人類免疫缺陷病毒感染的情況下，人類免疫缺陷病毒會改變細胞當中tRNA的組成比例，使其組成適合人類免疫缺陷病毒基因的轉譯(圖中)。而本篇的研究發現，在第一型干擾素存在的情況下，第一型干擾素會誘使細胞大量表現SLFN11，這些SLFN11會與tRNA結合，進而抑制人類免疫缺陷病毒來改變整個tRNA的組成比例，使其比例還是適合人類的基因進行轉譯，藉此抑制人類免疫缺陷病毒蛋白質的合成，進而抑制人類免疫缺陷病毒增生(圖右)。

參考資料：

1.      van Weringh, A. et al. HIV-1 modulates the tRNA pool to improve translation   efficiency. Mol. Biol. Evol. 28, 1827–1834 (2011).