The influenza A viruses which is the most severe and common among the influenza viruses have highly conserved 3' and 5' terminal sequences of genomic RNA called panhandle. The conserved panhandle RNA linked by UUCG tetraloop was studied by using NMR spectroscopy. The panhandle is partially double-stranded and involved in initiation and termination of transcription, switching from transcription to replication as well as packaging. The panhandle structure was studied by NMR and molecular modeling by Cheong et al. but the conserved sequences were modified and the results were argued against. This study was initiated to certify this point by using the unmodified RNA which was available by the trans cleaving hammerhead ribozyme.
Overall conformation looks like that of Cheong et al. U3AG/U27UG(I) and A7ACAA/U22GCU(II) have been known to important binding sites of the influenza RNA polymerase. In region (I), U3:G29, A4:U28, G5:U27 are base paired, and the base pair steps seem to deviate slightly from the canonical A form helix. In region (II), there seem to be no base pairs or very weak base pairs, which cannot be identified.
All base pairs except UUCG tetraloop stem melt between 30 and 35 degree in temperature varying experiment implying that the both region (I) and (II) are single-stranded in physiological conditions which were proposed by the fork model. However, since the influenza virus RNA polymerase would stabilize both regions, the in vivo panhandle structure might be different from the in vitro case so it needs further investigation at the stage of polymerase binding.
독감 바이러스인 인플루엔자 바이러스 중 가장 심각하고 다양한 생물에 감염되는 A 형 바이러스의 염기서열이 잘 보존되는 3' 과 5' 말단의 RNA 구조를 핵자기 공명분광법을 이용하여 연구하였다. 팬핸들이라고 부르는 이 RNA 증진자는 부분적으로 이중 나선을 가지고 있으며 인플루엔자 바이러스가 세포에 침입하여 핵으로 이동한 뒤 자기의 RNA 유전자의 전사를 개시하고 종결하는데 깊이 관여한다. 또한 전사에서 복제로의 전환과 아울러 바이러스의 재조합에도 중요한 인자로 작용함이 알려져 있다. 최근에 NMR과 분자 모델링을 통해 이 팬핸들의 구조를 밝혔으나 실험상의 조건 때문에 보존되는 일부 염기서열을 변형하여, 실제로 존재하는 팬핸들의 구조를 정확히 구현했는지에 대해 논란이 있었다. 본 연구는 이 의문점을 해결하려고 시작되었으며 망치머리 리보자임을 이용하여 보존되는 염기서열을 그대로 지닌 RNA를 얻어서 구조연구를 하였다.
전체적인 구조는 전에 수행된 결과와 대부분 일치하였으나 분석이 안 된 부분에 대해서는 여러 가지 가능성을 배제할 수 없었다. RNA 중합효소와 결합하는데 중요한 부분으로 지목되어온 U3AG/U27UG(I) 과 A7ACAA/U22GCU(II) 부분 중 (I) 부분이 분석되었는데, 명백하게 U3:G29, A4:U28, G5:U27 염기쌍이 존재하였다. U3A4 단계와 A4G5 단계는 정상적인 A형 이중나선구조에서 약간 벗어난 것으로 보이며 A4:U28 염기쌍은 상당히 불안정하게 나타났다. (II) 부분은 아직 분석되지 않았으나 염기쌍이 없거나 아주 약해서 관찰할 수 없었다.
온도를 변화시키면서 구조를 살펴본 결과 안정한 UUCG tetraloop stem 부분을 제외한 나머지 염기 쌍들은 30도에서 35사이에서 동시에 모두 녹았으며 이것은 생물학적인 온도에서 (I)과 (II) 부분이 모두 외가닥 염기로 존재하는 fork 모델을 뒷받침하는 것으로 해석될 수 있다. 그러나 RNA 중합효소와의 상호작용이 (I), (II) 부분을 안정화시킬 수 있는 변수이므로, 실제 작용하는 팬핸들의 구조에 대해서는 성급한 결론을 내릴 수 없다.