终结持续25年的争论！娄智勇/饶子和等团队合作最新Cell

来源：iNature 2025-10-26 17:37

在新型冠状病毒复制-转录复合物(RTC)中，新生的模板-产物双链体被解螺旋成用于再循环的模板链和需要被加帽的产物链。

2025年10月22日，清华大学娄智勇、饶子和、北京协和医院朱兰共同通讯在Cell在线发表题为 Structural basis for the concurrence of template recycling and RNA capping in SARS-CoV-2 的研究论文，该研究揭示了冠状病毒转录复制过程中RNA模板循环和RNA加帽的共发生机制，重构了病毒领域对RNA病毒转录复制过程的认知体系，结束了对冠状病毒解旋酶极性、加帽机制等问题长达25年的争论。

严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARSCoV-2) 是冠状病毒科 冠状病毒属的成员，是2019年冠状病毒病 (COVID-19) 的病原体。为了复制和转录病毒基因组，SARS-CoV-2 编码一组非结构蛋白 (nsp) 来组装复制-转录 复合体 (RTC)，涉及负义互补 RNA (cRNA) 的合成以及随后将cRNA复制为正义后代基因组RNA(gRNA)或mRNA。

SARS-CoV-2 RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp 和 nsp12）及其辅因子 nsp7/nsp8首先组装中央RTC(C-RTC)。C-RTC招募病毒编码的解旋酶 (nsp13) 来预处理单链 RNA (ssRNA) 模板中的高度有序结构或解开新的结构。合成双链 (dsRNA)模板-产物双链体中间体，从而形成启动RNA合成和链延伸的延伸RTC(E-RTC)。RNA延伸时，会发生一个标志性事件：新生的模板-产物双链体解绕成单链模板和产物链（p 链）。解开的模板链(t链)被其他RTC回收以增加复制/转录效率。作为一个偶联事件，gRNAs或mRNAs的解卷的新生p链在5 端被一个帽(1)结构(7MeGpppa2 OMe)进一步修饰，以促进gRNAs或mRNAs的解卷，启动翻译并帮助病毒RNA逃避宿主免疫识别。

机理模式图（图源自Cell）

在这里，研究人员确定了SARS-CoV-2 RTC在加帽起始 (CI) 状态前和后的结构。在CI之前的状态下，RTC 具有二聚体的二聚体架构 (ddRTC)。一个RTC中的上游 RNA双链体通过头对头定位的 RTC 中的解旋酶沿3 5 方向相互解旋。解旋酶在其ATP结合口袋中结合ADP或ADP Pi，这表明了ATP水解驱动的解旋机制。在CI后状态下，nsp9与nsp12 nidovirus RdRp相关核苷酸转移酶 (NiRAN) 的结合会破坏ddRTC。nsp9的N末端和产物链的三磷酸化5 端共定位于NiRAN的催化位点，表现出nsp9 RNA化加帽之前的状态。这些结果重构了对病毒转录复制过程的认识体系，结束了对冠状病毒解旋酶极性、加帽机制等问题长达25年的争论。该成果的获得得益于研究团队在冠状病毒转录复制领域中20余年的长期积累。

参考信息：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01090-6