RNA-Sequenzstrukturen spielen eine grundlegende Rolle bei der Replikation aller positivsträngigen RNA-Viren. Aufgrund ihrer kleinen Genome nutzen diese Viren den verfügbaren Sequenzraum hoch effizient, da dieser hauptsächlich der Kodierung viraler Proteine gewidmet ist. Die genomische RNA von Viren bildet Strukturen, die für mehrere replikative Funktionen notwendig sind. Beispielsweise interagieren Elemente des internen Ribosomeneintrittsstelle mit dem zellulären Translationsinitiationsmechanismus, verschiedene strukturelle Signale ermöglichen die Verpackung der viralen RNA in virale Partikel, und RNA-Struktur kann Kontrollsignale für die differentielle virale Genexpression liefern. Das humane Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1) bildet hier keine Ausnahme, und gut charakterisierte RNA-Strukturen innerhalb der kodierenden Bereiche des Genoms spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Replikation. Dazu gehört eine Struktur im env-Gen, das Rev Response Element (RRE), das das virale Protein Rev bindet und den Transport von ungespleißter und einfach gespleißter viraler mRNA aus dem Zellkern bewirkt, und eine Haarnadelstruktur, die von einer Poly(U)-Schlupfsequenz eingeleitet wird und einen Frameshift während der Synthese des Gag-Pro-Pol-Polyproteins vermittelt. Die nicht kodierenden Regionen (UTRs) von HIV-1 und dem simianen Immundefizienzvirus (SIV) enthalten die TAR-Haarnadel, die das Tat-Protein rekrutiert, um die Transkription zu modulieren, sowie andere Stamm-Schleifen-Strukturen, die wichtig für die Dimer-Initiation (DIS), das Spleißen und die Verpackung der viralen RNA sind. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass das HIV-1-Genom umfangreiche zusätzliche RNA-Sequenzstrukturen enthält, deren funktionale Bedeutung noch nicht vollständig verstanden ist.
Die Strukturen großer RNAs, wie virale RNA-Genome, sind zu komplex, um mit Zuversicht aus ersten Prinzipien oder thermo-dynamisch basierten Algorithmen allein vorhergesagt zu werden. Nützliche Modelle können oft erhalten werden, wenn zusätzliche Informationen vorhanden sind, um die Anzahl möglicher Sekundärstrukturelemente einzuschränken. Zwei solcher Ansätze sind der Vergleich evolutionär verwandter Sequenzen, um RNA-Motive zu identifizieren, die miteinander variieren, um Basenpaare zu erhalten, und die experimentelle Untersuchung der RNA-Struktur mit Chemikalien oder Nukleasen, um das Vorhandensein gepaarter versus ungepaarter Bereiche abzuleiten. In dem hier beschriebenen Ansatz wurde die Sekundärstruktur der genomischen RNA eines zweiten primaten Lentivirus, SIVmac239, analysiert, das ein Vertreter der SIVsm/HIV-2-Linie der primaten Lentiviren ist. HIV-2 entstand aus einem anderen primaten Reservoir als HIV-1. HIV-2 stammt von einem SIV ab, das den Weißbüschelaffen (Cercocebus atys) infiziert, und SIVsm hat auch Rhesusaffen in Primatenzentren infiziert und eine AIDS-ähnliche Erkrankung verursacht. SIVmac239 dient nun als Referenzsequenzprototyp für vergleichende Analysen der HIV-2/SIVsm-Linie. SIVmac239 hat einen größeren evolutionären Abstand zu HIV-1NL4-3 als SIVcpz oder andere HIV-1-Kladen, und die Konservierung von Strukturen zwischen SIVmac239 und HIV-1NL4-3 stellt einen besonders strengen Test für funktionale Relevanz dar. In dieser Analyse werden Bereiche beschrieben, in denen die RNA-Struktur zwischen SIVmac239 und HIV-1NL4-3 erhalten bleibt, Bereiche, in denen sie sich unterscheidet, und mögliche Mechanismen zur Erklärung des Zusammenspiels zwischen schneller Sequenzentwicklung und Aufrechterhaltung der Funktion von RNA-Strukturmotiven aufgezeigt.
