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研究人员发现可使艾滋病毒处于永久休眠的分子机制

2018-05-17 00:00


研究人员发现可使艾滋病毒处于永久休眠的分子机制

来宝网 / 2018-05-17

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       研究人员发现了支持艾滋病毒决定保持活跃或休眠状态的分子机制。这可能会导致新的治疗方法,使病毒处于永久休眠状态。

       这一发现也解释了生物学中其他地方的细胞命运决定,比如干细胞如何决定是否继续作为干细胞,或者分化成特定的细胞,包括大脑或心脏细胞。

       他解释说,“艾滋病毒通过产生活跃和休眠的感染,在一个不稳定的环境中覆盖它的基地。”

       艾滋病毒潜在的储层

       一旦病毒进入人体,HIV 就会将其遗传物质插入到“宿主”免疫细胞的 DNA 中。这样做使艾滋病毒能够迫使细胞的机器复制病毒。

       然而,一些艾滋病毒感染的免疫细胞进入休眠状态,或潜伏状态,不会产生新的病毒。艾滋病病毒可以潜伏在这个“潜伏蓄水池”里很长时间。

       目前的艾滋病毒治疗非常有效地减少了体内活性病毒的数量。然而,他们并不擅长处理潜伏的艾滋病毒,一旦治疗停止,它就会重新启动。这是我们不能治愈 HIV 的主要原因之一。

       在之前的研究中,温伯格教授和他的同事们指出,艾滋病病毒潜伏期“并非偶然”,而是一种深思熟虑的“生存策略”。

       这种策略“对病毒具有进化优势”,因为在 HIV 病毒首次进入人体的地方,没有多少免疫细胞可以入侵,如果它完全激活,就不会有任何剩余的免疫细胞继续感染。

       HIV 利用“基因表达噪音”

       通过将其入侵的细胞植入一个潜在的状态,艾滋病毒可以确保激活可以等待,直到这些细胞被带到组织中,那里有更多的目标细胞,从而确保更大的存活机会和持续的感染。

       研究小组发现,通过利用细胞内的正常现象,即“基因表达的随机波动”,艾滋病毒能够产生活跃或休眠状态。

       由于基因表达的随机波动,科学家也称之为“噪音”,两个完全相同的基因组成的细胞可以产生不同数量的相同蛋白质。这种差异足以影响细胞的功能和命运。

       艾滋病毒通过一种叫做“选择性剪接”的机制在宿主细胞内表达其基因,这种机制使它能够将其遗传物质切片,并在各种安排中进行组合。

       低效基因剪接

       在他们的研究中,研究人员观察了感染艾滋病毒的单个细胞。他们发现,病毒使用一种连接方式来控制随机噪声来决定宿主细胞的命运——是否处于活动状态或休眠状态。

       “我们发现,”研究报告的作者之一 Maike Hansen 博士说,“HIV 使用一种特别低效的方式来控制噪音。”

       “令人惊讶的是,如果它能有效地工作,”她继续说,“这种机制会产生更少的活性病毒。但是,通过在低效的过程中浪费能量,艾滋病病毒实际上可以更好地控制其保持活性的决定。

       在建模、遗传学和成像工具的帮助下,研究小组第一次发现了在艾滋病毒生命周期中发生剪接的阶段。

       他们发现,在转录过程中 (如之前的想法),没有效率的剪接发生在转录过程中。

       转录是指将 DNA 中的指令复制到 RNA 中,以告诉细胞机器该做什么或该做哪些蛋白质。

       该研究小组的结论是,对病毒的生存至关重要的是,有一个效率低下的连接过程,提高其效率可能是一种通过将其永久保存在潜在状态的方法来击败它。

       “剪接电路可能给我们提供了一个以不同方式治疗病毒的机会。”
 


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