https://doi.org/10.1101/2024.12.23.630161
Abstract
Cells must limit RNA–RNA interactions to avoid irreversible RNA entanglement. Cells may prevent deleterious RNA-RNA interactions by genome organization to avoid complementarity however, RNA viruses generate long, perfectly complementary antisense RNA during replication. How do viral RNAs avoid irreversible entanglement? One possibility is RNA sequestration into biomolecular condensates. To test this, we reconstituted critical SARS-CoV-2 RNA–RNA interactions in Nucleocapsid condensates. We observed that RNAs with low propensity RNA–RNA interactions resulted in more round, liquid-like condensates while those with high sequence complementarity resulted in more heterogeneous networked morphology independent of RNA structure stability. Residue-resolution molecular simulations and direct sequencing-based detection of RNA-RNA interactions support that these properties arise from degree of trans RNA contacts. We propose that extensive RNA–RNA interactions in cell and viral replication are controlled via a combination of genome organization, timing, RNA sequence content, RNA production ratios, and emergent biomolecular condensate material properties.
요약
- RNA-RNA 상호작용의 바이러스 복제 조절: 바이러스 복제 중 RNA-RNA 상호작용이 바이오모듈형 응집체(Condensates) 형성과 조절에 중요한 역할을 하며, 특히 SARS-CoV-2 복제에서 관찰됩니다.
- 응집체 형태와 RNA 상호작용의 관계: RNA 서열의 상보성이 클수록 비균질적이고 네트워크화된 응집체가 형성되며, 이로 인해 복제가 방해받을 수 있습니다.
- SARS-CoV-2의 RNA 보호 전략: SARS-CoV-2는 Nucleocapsid(N) 단백질을 통해 RNA를 코팅하여 비생산적 RNA-RNA 상호작용을 방지하고 복제 효율을 유지합니다.
- GC 함량과 RNA 상호작용: RNA 서열의 GC 함량이 RNA-RNA 상호작용의 강도를 결정하며, GC 함량이 낮을수록 상호작용이 약해져 응집체 형성이 제한됩니다.
- RNA 복제 시점의 전략적 조절: 바이러스는 RNA 복제 과정에서 RNA 비율과 타이밍을 조절하여 응집체의 물성을 유지하고, 복제 방해를 최소화합니다.