病毒或許是驅(qū)動機(jī)體蛋白質(zhì)組氨基酸適應(yīng)性改變的“罪魁禍?zhǔn)住?/h1>

2018-07-24 來源：中國病毒學(xué)論壇  標(biāo)簽： 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚

摘要：哺乳動物機(jī)體蛋白和病毒之間的軍備競賽或許早已不是什么新鮮事兒了，縱觀人類歷史，病毒引發(fā)了不計其數(shù)的人類死亡，僅在過去幾年里，研究者就利用深度測序和較好的分析工具深入剖析了病毒和宿主之間的相互關(guān)系，如今科學(xué)家們也早已經(jīng)開始進(jìn)行更為深入的研究，研究者認(rèn)為，病毒指派用來復(fù)制的蛋白質(zhì)或許在病毒和宿主相互作用的過程中扮演著重要的作用。

 很多年前，斯坦福大學(xué)的研究者DavidEnard就發(fā)現(xiàn)在人類和其它靈長類動物機(jī)體的基因組中存在一些適應(yīng)性的信號，但當(dāng)時研究者并不清楚到底是哪種選擇性的壓力驅(qū)動引發(fā)這些適應(yīng)性的出現(xiàn)，Enard說道，我非常失落，這就好比在地上看見了腳印，但我卻不知道是哪種動物留下的腳印兒一樣，而病毒或許可以解釋這種適應(yīng)性表現(xiàn)，因為病毒可以同細(xì)胞中的細(xì)胞器相互作用從而在細(xì)胞內(nèi)實現(xiàn)病毒的自我復(fù)制。

 

研究者DavidEnard是DmitriPetrov教授實驗室的成員之一，在一項刊登于國際雜志eLife的研究報告中，Petrov教授的研究團(tuán)隊通過研究發(fā)現(xiàn)，病毒或許是驅(qū)動哺乳動物基因組中適應(yīng)性表現(xiàn)的主要驅(qū)動子，尤其是機(jī)體蛋白質(zhì)組中我們所擁有的30%的適應(yīng)性氨基酸改變都是為了對病毒產(chǎn)生反應(yīng)而驅(qū)動產(chǎn)生的。

 

哺乳動物機(jī)體蛋白和病毒之間的軍備競賽或許早已不是什么新鮮事兒了，縱觀人類歷史，病毒引發(fā)了不計其數(shù)的人類死亡，僅在過去幾年里，研究者就利用深度測序和較好的分析工具深入剖析了病毒和宿主之間的相互關(guān)系，如今科學(xué)家們也早已經(jīng)開始進(jìn)行更為深入的研究，研究者認(rèn)為，病毒指派用來復(fù)制的蛋白質(zhì)或許在病毒和宿主相互作用的過程中扮演著重要的作用。

 

實際上，越來越多的哺乳動物機(jī)體的蛋白都開始因為與病毒相互作用而發(fā)生改變，塔夫斯大學(xué)的病毒學(xué)家JohnCoffin指出，我們機(jī)體的蛋白質(zhì)組到底如何成型發(fā)展，目前我們還無法對此進(jìn)行解釋，目前我們或許僅僅看到了冰山一角罷了。

 

照亮研究

 

在這項最新的研究中，研究者Enard花費(fèi)了將近4個月時間對已經(jīng)發(fā)表的研究成果進(jìn)行調(diào)查，他們對24種哺乳動物的基因組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在保守基因編碼的10000個蛋白中有大約1300個蛋白可以同病毒相互作用，而其中80%的蛋白質(zhì)都沒有明顯的抗病毒活性或免疫功能。

 

值得注意的是，相比類似功能的其它蛋白質(zhì)而言，所謂的病毒相互作用蛋白質(zhì)（VIPs）可以快速適應(yīng)，在攜帶最大數(shù)量VIPs的10種類型病毒中，研究者在每一種病毒中都發(fā)現(xiàn)，相比非VIPs而言，VIPs的適應(yīng)性要高于前者三倍，這些病毒包括HIV、HPV和流感病毒等。Enard說道，這種信號如此強(qiáng)勁讓我們非常驚訝，這或許是由一種事實所引發(fā)，即除了機(jī)體的免疫反應(yīng)之外我們或許還有如此多的適應(yīng)性存在，此外2016年8月24日訊/生物谷BIOON/--我們還必須采取多種手段來抵御病原體的入侵，而且在非免疫性的蛋白質(zhì)中或許還存在著許多的適應(yīng)性表現(xiàn)。

 

的確，還有很多案例可以表明病毒所利用的基本細(xì)胞功能或許和機(jī)體的免疫力無關(guān)，而這無疑再次激起了研究者們的研究熱情。其中一種最為大家熟知的就是轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrinreceptor），這種受體是一種對細(xì)胞進(jìn)行鐵攝入非常關(guān)鍵蛋白質(zhì)，很多病毒可以利用轉(zhuǎn)鐵蛋白受體來進(jìn)入到宿主細(xì)胞中，2013年，研究者利用計算機(jī)進(jìn)化分析技術(shù)闡明了兩種病毒感染所引發(fā)的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的特殊氨基酸殘基改變，康奈爾大學(xué)的研究者ColinParrish就在不同宿主機(jī)體中研究了轉(zhuǎn)鐵蛋白和病毒之間的相互作用，他認(rèn)為，不同宿主細(xì)胞中轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的差異很有可能是由病毒所引發(fā)的。

 

另一件引人入勝的案例就是埃博拉病毒和其未知的受體：C1型尼曼-皮克蛋白（NPC1，Niemann-PickTypeC1protein），NPC1基因主要參與膽固醇和其它脂質(zhì)在細(xì)胞中的穿梭過程，該基因在罕見障礙C型尼曼匹克癥中處于突變狀態(tài)，而該疾病是一種引發(fā)兒童機(jī)體快速神經(jīng)變性的嚴(yán)重疾病；2011年，研究者在Nature上發(fā)表了兩篇研究報告闡明了NPC1蛋白對于埃博拉病毒的感染非常重要，接下來的研究中，研究者則在蝙蝠機(jī)體中闡明了NPC1和埃博拉病毒之間的進(jìn)化競賽。

 

來自紐約愛因斯坦醫(yī)學(xué)院(AlbertEinsteinCollegeofMedicine)的研究者KartikChandran也對埃博拉病毒和NPC1之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究，其目的在于揭示病毒利用NPC1作用的機(jī)制，研究者說道，我們知道NPC1可以結(jié)合到病毒上，但下一步發(fā)生了什么我們卻并不清楚，如今我們還需要深入研究調(diào)查NPC1基因的突變?nèi)绾文軌虼_定機(jī)體對埃博拉病毒感染易感性。

下一步的研究方向

 

這項研究所闡明的適應(yīng)性表現(xiàn)自700萬年以前人類從黑猩猩分化而來就出現(xiàn)了，如今研究者Enard通過研究分析了在過去50000年里特殊病毒對近來蛋白質(zhì)適應(yīng)性表現(xiàn)的效應(yīng)。

 

其中一個主要的難題就是如何協(xié)調(diào)病毒和宿主之間不同的進(jìn)化速率，對于人類而言或許需要花費(fèi)10000年才能夠適應(yīng)一種病毒，但病毒的適應(yīng)或許僅會在幾周時間內(nèi)就可以逃避療法的攻擊，如今這種問題變得非常嚴(yán)峻，隨著科學(xué)家們鑒別出了內(nèi)源性的逆轉(zhuǎn)錄病毒序列（即10萬年-100萬年的病毒整合到宿主的基因組中），他們發(fā)現(xiàn)這些逆轉(zhuǎn)錄病毒序列在人類基因組中占到了大約8%的比例，研究者認(rèn)為，減緩病毒適應(yīng)性的其中因個因素就是需要許多不同的宿主蛋白：HIV和流感病毒等，每一種病毒都會利用多種輔因子來進(jìn)行復(fù)制。

 

長期以來，科學(xué)家們都通過設(shè)計靶向作用宿主蛋白而不是病毒自身的抗病毒藥物來利用緩慢的宿主進(jìn)化作用，比如，研究者Chandran的團(tuán)隊如今就在尋找暫時靶向可以阻斷NPC1功能的藥物，諸如NPC1的宿主蛋白往往是固有的靶點，因為其對于細(xì)胞的功能非常重要，阻斷其功能或許會誘導(dǎo)短暫出現(xiàn)C型尼曼匹克癥的癥狀；從另一方面來講通過藥物性制劑誘發(fā)潛在的改變或許會使得那些適應(yīng)性的蛋白質(zhì)表現(xiàn)出更好的耐受性。

 

由于這項最新研究對VIPs進(jìn)行了一項保守性的估計，因此目前研究者Petrov的研究團(tuán)隊正在尋找額外的相互作用，其中就包括寨卡病毒所指派的蛋白；最后研究者Enard說道，這正是我們未來所要進(jìn)行的工作，盡管目前存在很多與病毒之間的相互作用，但還有更多不為人知的相互作用有待于我們后期深入研究來探索。