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構造生物学:HIV-1ゲノムRNAの全体構造と二次構造

Nature 460, 7256 doi: 10.1038/nature08237

一本鎖RNAウイルスには多くの種類の感染性病原体が含まれ、一般的な風邪やがん、またエイズのような健康上の深刻な脅威の原因となる。ウイルス複製は、ゲノムRNAの保存された構造を使うなど、多くの段階で制御されている。ウイルスRNAゲノム中で調節要素と思われるもののほとんどは、まだ性質が調べられていない。今回我々は、RNA解析のハイスループット技術であるSHAPEを使い、HIV-1ゲノム全体の構造を1塩基レベルの分解能で報告する。このゲノムは、タンパク質構造を2段階でコード化している。RNAとタンパク質一次配列の間の相関に加えて、RNAの高いレベルの構造とHIVタンパク質のドメイン間ループをコードする配列の間にも相関が存在する。この相関から、RNAの構造がリボソームの伸長の調節により、タンパク質の自然な折りたたみを促進していると考えられる。以前に重要であることが示されている、gag-polのリボソームフレームシフト部位のステムループを含むいくつかの単純なゲノム構造は、より大きなRNAモチーフの構成成分である。我々はまた、スプライス受容部位や高度変異領域のような、明確な構造をもたないRNA領域の組み立て原理も突き止めた。これらの結果は、HIV-1ゲノム、および、おそらくは翻訳領域を含むRNAの多くに、以前には知られていなかった調節モチーフが挿入されていること、また広範囲にわたるRNA構造が遺伝コードの重要な構成成分であることをはっきり示している。

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