《美國國家科學院院刊》（PNAS）在線發表了中國科學院生物物理研究所朱平課題組和中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所王靖飛課題組合作完成的研究論文（In situ Structures of Polymerase Complex of Mammalian Reovirus Illuminate RdRp Activation and Transcription Regulation）。
哺乳動物呼腸孤病毒（Mammalian Reovirus，MRV）屬于呼腸孤病毒科，正呼腸孤病毒屬，是呼腸孤病毒科的典型代表，具有溶瘤病毒的特性。近期研究表明，MRV的溶瘤活性與病毒的轉錄效率密切相關。因此，剖析MRV的轉錄激活和轉錄調控機制對于探索呼腸孤病毒科病毒的感染和復制過程，增強其溶瘤活性具有重要意義。MRV病毒顆粒內含10條雙鏈RNA基因組，由2層衣殼蛋白緊密包裹。病毒入侵細胞后，外層衣殼逐漸解離，只保留內層衣殼和內部基因組形成的核心顆粒（Core particle）。Core particle具有轉錄活性，能夠利用五次軸內部的轉錄酶復合物（包括RdRp和μ2蛋白）轉錄病毒基因組。RdRp轉錄出的初始轉錄本（Nascent transcript）進入core particle外部的塔狀突起結構。由λ3蛋白完成加帽反應形成成熟的mRNA，且成熟的mRNA進入細胞質后翻譯病毒蛋白。
朱平研究組等探究了MRV入侵過程中不同形式的顆粒，包括全病毒（virion）、脫外層衣殼的core particle（Uncoated core）、非轉錄態core particle（nT-core）和轉錄態core particle（T-core），并利用冷凍電鏡三維重構技術解析了不同狀態下轉錄酶復合物的高分辨率結構，獲得了MRV轉錄過程中5種不同狀態的RdRp結構——initiation state、unloaded state、reloaded state、 pre-elongation state、elongation state。研究顯示，在完整病毒顆粒中，RdRp處于轉錄起始狀態（initiation state），同時，dsRNA基因組在RdRp模板進口處解旋，且模板鏈（Template）伸入RdRp內部指導3 nt左右轉錄本的生成，而RdRp中的priming loop元件像門栓一樣擋在轉錄本繼續延伸的位置，從而阻止轉錄的持續進行。研究發現，在外層衣殼蛋白脫落后形成的core particle中，RdRp發生了較大構象變化，基因組RNA模板進口處的RNA-loading region變得非常柔性和松弛，使得基因組RNA處于卸載狀態（unloaded state），轉錄處于不能繼續進行的狀態。只有在轉錄底物存在的情況下，RdRp進一步發生構象變化，在脫殼后變得松弛的RNA-loading region才又恢復初始構象，使得基因組RNA恢復到加載狀態（reloaded state），并進一步進入轉錄延伸前狀態（pre-elongation state）和*終的轉錄延伸狀態（elongation state）。隨著轉錄的進行，RdRp中在病毒轉錄起始狀態中起門栓阻擋作用的priming loop元件向C端結構域（CTD）方向移動，并促使CTD發生構象變化。這種構象變化一方面使得RdRp中負責template-transcript hybrid解鏈的wedge helix元件移動至hybrid的延伸路徑，導致hybrid的解鏈；另一方面釋放了transcript的出口，使得解鏈后的transcript順利轉移出RdRp。
該研究揭示了哺乳動物呼腸孤病毒MRV內部轉錄酶復合物的組裝機制，揭示了reovirus入侵細胞過程中基因組的轉錄過程和結構模型，有助于探索多層衣殼呼腸孤病毒的轉錄激活和轉錄調控機制。