【武汉大学新闻网】陈向东团队在古菌病毒复制机制研究中发现新型滚环复制内切酶家族

　　

新闻网讯（通讯员笙柯）4月24日，武汉大学生命科学学院教授陈向东团队在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在线发表研究论文，系统解析了嗜盐古菌温和型病毒SNJ2的基因组复制启动机制。论文题目为“A new family of rolling-circle replication endonucleases widespread in archaeal viruses and plasmids”。生命科学学院博士生王艺璇为论文第一作者，陈向东和法国巴斯德研究所的Mart Krupovic为共同通讯作者。

研究表明，SNJ2的复制并不单纯依赖复制起始蛋白与复制起点，而是严格依赖病毒基因组从宿主染色体中切离并环化这一关键步骤；只有在基因组拓扑结构重排后，原本分离的序列重新组合形成功能完整的复制操纵子，病毒复制程序才得以启动。进一步研究证明，SNJ2采用滚环复制方式，其关键复制起始蛋白RepSNJ2对病毒自主复制必不可少，复制起点位于其下游保守茎环结构区域。

SNJ2病毒基因组从整合状态转换为复制状态的分子机制示意图

基于RepSNJ2的序列与结构特征，研究团队进一步发现并界定了一类新的古菌病毒和质粒复制起始蛋白家族Rep-Arvir。该家族广泛分布于不同古菌相关的病毒及质粒中，体现出可在多种移动遗传元件中复用的复制模块特征；其催化结构域与细菌Rep_trans家族具有显著结构相似性，提示古菌与细菌复制子之间存在深层演化联系。此外，研究团队构建了基于SNJ2最小复制区的穿梭载体，实现了其在Natrinema属菌株中的稳定维持与异源表达，为嗜盐古菌遗传操作提供了新工具。

该研究揭示了古菌病毒通过基因组结构重排启动复制循环的分子机制，并发现了新的复制起始蛋白家族，为理解古菌病毒复制策略及移动遗传元件演化提供了新的证据。

该工作得到国家自然科学基金的支持。

论文链接:https://academic.oup.com/nar/article/54/8/gkag363/8661644?login=true