力学活性核衣壳-RNA凝聚体驱动的SARS-CoV-2成熟

核衣壳（N）蛋白是 SARS-CoV-2 病毒的核心组分，可与长度为 30 kb 的病毒基因组 RNA（vgRNA）结合，形成核糖核蛋白组装体，并被包装进直径约 100 nm、由膜包裹的病毒颗粒中。除参与病毒组装外，N 蛋白还发挥其他功能，包括参与病毒 mRNA 转录、复制和免疫调控，因此成为开发诊断方法和疫苗的重要靶点。近期研究表明，N 蛋白与 RNA 可发生相分离，形成构成病毒核心的生物分子凝聚体。然而，这种凝聚体如何被膜选择性地包裹起来，仍不清楚。在本研究中，我们利用一种最小化重构体系证明，N 蛋白-vgRNA 凝聚体能够自发地被脂质双层膜包裹；相比之下，单独由 N 蛋白形成的凝聚体，或由 N 蛋白与基因组 RNA 片段形成的凝聚体，则无法发生包裹，而是黏附于膜表面或仅引起膜的轻微变形。我们发现，RNA 长度能够调节 N 蛋白凝聚体的材料性质，其中 vgRNA 可赋予凝聚体更强的弹性。基于此，我们提出了一个 SARS-CoV-2 成熟过程的物理模型：膜与 N 蛋白-vgRNA 凝聚体之间的黏附驱动膜发生弯曲，而凝聚体的弹性则维持病毒核心的几何形态。这些结果揭示了依赖 RNA 的材料性质是实现 SARS-CoV-2 选择性成熟的潜在物理原理。

核衣壳（N）蛋白是 SARS-CoV-2 病毒的核心组分，可与长达 30 kb 的病毒基因组 RNA（vgRNA）结合，形成被包装入直径约 100 nm、由膜包裹的病毒体中的核糖核蛋白复合体。除参与病毒组装外，N 蛋白还承担多种其他功能，包括参与病毒 mRNA 转录、复制和免疫调控，因此成为开发诊断方法和疫苗的重要靶标。近期研究表明，N 蛋白与 RNA 可发生相分离，形成构成病毒核心的生物分子凝聚体。然而，这种凝聚体如何被膜选择性地包裹起来，仍不清楚。在本研究中，我们利用一种最简重构系统证明，N 蛋白–vgRNA 凝聚体能够被脂质双层膜自发包裹，而仅由 N 蛋白形成的凝聚体，或由 N 蛋白与基因组 RNA 片段形成的凝聚体，则无法发生包膜化，反而会黏附于膜上或使膜发生轻微变形。我们发现，RNA 的长度能够调控 N 蛋白凝聚体的材料性质，其中 vgRNA 可赋予凝聚体更强的弹性。基于此，我们提出了一个关于 SARS-CoV-2 成熟过程的物理模型：膜与 N 蛋白–vgRNA 凝聚体之间的黏附作用驱动膜弯曲，而凝聚体的弹性则维持病毒核心的几何构型。这些结果揭示了 RNA 依赖的材料性质是实现 SARS-CoV-2 选择性成熟的潜在物理原理。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.17.752210v1?rss=1

🏷️ SARS-CoV-2 核衣壳蛋白 RNA相分离 生物分子凝聚体 病毒成熟 膜包裹