2020年1月7日,Cell Reports 杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所高璞课题组与高光侠课题组合作的研究论文“Molecular Mechanism of RNA Recognition by Zinc-finger Antiviral protein”。该研究工作解析了锌指抗病毒蛋白ZAP N端抗病毒主要功能域与富含CG二核苷酸的单链RNA复合物的高分辨率晶体结构,揭示了锌指抗病毒蛋白ZAP识别单链RNA中CG二核苷酸、单独鸟嘌呤核苷酸以及单独胞嘧啶核苷酸的分子基础。

  锌指抗病毒蛋白ZAP最早由高光侠于2002年报道,是对于小鼠白血病病毒的复制具有抑制作用的一种宿主因子。随后的研究发现ZAP特异性抑制多种疾病相关病毒在宿主细胞内的复制,包括艾滋病病毒、埃博拉病毒等。ZAP特异结合病毒的靶RNA序列,干扰靶mRNA的翻译起始。随后ZAP招募细胞内一系列RNA降解机器,包括脱polyA酶PARN、脱帽酶Dcp2、RNA解旋酶p72、核酸外切酶复合体Exosome等降解病毒mRNA。ZAP发挥其抗病毒功能的结构域主要是N端的200多个氨基酸,其晶体结构在2012年时已经被解析,是一种含有四个CCCH类型锌指结构的蛋白分子。然而,ZAP识别RNA的序列特征却一直不清楚。根据2017年的一篇Nature文章报道,ZAP能够特异性识别富含CG的RNA序列。那么ZAP是如何识别CG二核苷酸?除CG二核苷酸之外,ZAP是否还能结合其他的RNA元件呢?再有,ZAP 的主要抗病毒功能域仅有200多个氨基酸,是如何协调多个下游蛋白发挥抗病毒作用的?为回答这些科学问题,研究人员开展了大量的ZAP与RNA复合物结构的研究。