黄瓜花叶病毒卫星RNA具有生物学支持的全局RNA结构

卫星RNA（satRNA）是寄生性的亚病毒因子，其生物学活性在很大程度上由特定的序列决定因素和结构化RNA元件介导。因此，建立具有生物学支持的全局RNA结构对于理解RNA构架如何支撑satRNA功能至关重要。黄瓜花叶病毒（CMV）satRNA是研究satRNA结构—功能关系最具代表性的模型之一；然而，CMV satRNA迄今尚未建立具有生物学支持的全局RNA构架。在本研究中，我们应用AlphaFold3建模来预测CMV satRNA T1（sat-T1）的全局结构。初始的全长结构建模产生了多种缺乏生物学支持的长距离相互作用。因此，我们采用基于片段的建模方法，并结合化学探测、进化协变分析和补偿性诱变，推导出一个具有生物学支持的全局二级结构。为确定在全长RNA背景下结构上相距较远的区域是否能够发生相互作用，我们设计了一个结构引导的T1-ZD突变体，在保留已获支持的二级结构的同时，减少了替代性碱基配对的可能性。对T1-ZD进行的全长AlphaFold3建模在很大程度上重现了所提出的构架，而其中一个预测模型揭示了一种长距离相互作用，随后通过补偿性诱变分析获得支持。这些发现表明，sat-T1的3'末端可能会在不同的替代性结构状态之间发生构象转换。综上，我们的工作为CMV sat-T1建立了一个具有生物学支持的全局RNA构架，并为研究satRNA功能分子基础提供了结构框架。

卫星RNA（satRNA）是寄生性的亚病毒因子，其生物学活性在很大程度上由特定的序列决定因子和结构化RNA元件介导。因此，建立具有生物学支持的全局RNA结构，对于理解RNA架构如何支撑satRNA功能至关重要。黄瓜花叶病毒（CMV）satRNA是研究satRNA结构—功能关系最具表征性的模型之一；然而，CMV satRNA在生物学支持下的全局RNA架构迄今尚未建立。

在本研究中，我们应用AlphaFold3建模来预测CMV satRNA T1（sat-T1）的全局结构。初始的全长结构建模产生了多个缺乏生物学支持的长程相互作用。因此，我们采用基于片段的建模方法，并结合化学探测、进化协变分析和补偿性诱变，推导出一种具有生物学支持的全局二级结构。为了确定在全长RNA背景下结构上相距较远的区域是否能够发生相互作用，我们设计了一个结构引导的T1-ZD突变体，该突变体在保留已获支持的二级结构的同时，降低了形成替代性碱基配对的可能性。对T1-ZD进行的全长AlphaFold3建模在很大程度上重现了所提出的架构，其中一个预测模型揭示了一种长程相互作用，随后又通过补偿性诱变分析获得支持。这些发现表明，sat-T1的3'端可能在不同的替代性结构状态之间发生构象转换。总体而言，我们的研究为CMV sat-T1建立了一个具有生物学支持的全局RNA架构，并为探究satRNA功能的分子基础提供了结构框架。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746196v1?rss=1

🏷️ 黄瓜花叶病毒 卫星RNA RNA二级结构 长距离相互作用 AlphaFold3 补偿性诱变