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能使病毒"隐身"的基因:超过阈值才会被免疫系统发现

2018年12月05日 08:32:43  来源:新浪  编辑:滑稽

免疫系统能有效保护我们免受周围环境中病原体的侵袭,但一些病毒却能够“劫持”免疫系统。

新浪科技讯 北京时间12月5日消息,免疫系统能有效保护我们免受周围环境中病原体的侵袭,但是,所有系统都会有美中不足的地方。

在发表于11月29日《PLOS生物学》(PLOS Biology)的一项新研究中,研究者描述了一个能使病毒免于被免疫系统探测到的基因,而该基因原本具有保护身体免受自体免疫性疾病(人体内的异常免疫反应攻击正常细胞)伤害的功能。至于最终的结果如何,取决于有多少病毒试图进入人体。

这个基因被称为ADAR1,可以保护身体免受大量病毒的侵害,但研究人员发现,如果病毒的数量很少,那ADAR1基因就会“邀请”它们进入体内。

ADAR1基因及其编码的蛋白质能够发现并解开双链的RNA,使其变成单链的形式,从而保护身体免受自体免疫性疾病的攻击。RNA可以以单链和双链的形式存在,在人体内起着多种作用。

研究作者、美国明尼苏达州梅奥医院的生物化学和分子生物学教授罗伯托·卡塔内奥(Roberto Cattaneo)表示,目前还不清楚为什么双链RNA能在一开始就激活免疫系统,或许这可以追溯到地球早期生命的起源。

一种理论认为,原始的细胞仅将RNA作为遗传物质。然而,最终细胞选择了DNA,而绝大多数病毒开始编码RNA中的遗传信息。并不是所有病毒都使将遗传信息储存在RNA中,有些采用的是DNA。卡塔内奥说:“因此,细胞开始建立起一种先天的免疫系统,通过将双链RNA识别为入侵者的方式来保护自己。”

当ADAR1基因出现缺陷时,它就不能将身体产生的某些双链RNA转变为单链RNA。这些双链RNA就会激起免疫系统的反应,导致影响婴儿的自身免疫紊乱,即Aicardi-Goutiéres综合征。根据美国国家卫生研究院(NIH)的介绍,这种严重的紊乱会导致大脑、免疫系统和皮肤出现问题。然而,卡塔内奥指出,“患有这种蛋白质缺陷的患者实际上能很好地对抗病毒”。

在实验室中,研究团队使用了强大的基因编辑工具CRISPR-CAS9将人类细胞中的ADAR1基因剔除,同时以其他基因完整的细胞作为对照。接下来,他们用不同数量的麻疹病毒感染这些细胞。麻疹病毒将遗传信息储存在RNA中,尽管它们通常产生的是单链RNA,但偶尔也会出错,产生一些双链的拷贝。研究团队还用携带较多双链RNA的变异麻疹病毒对两种细胞进行感染,观察它们的反应。

他们发现,在剔除掉ADAR1基因的细胞里,即使很少量的双链病毒RNA都能激活免疫系统。正如预期的那样,ADAR1基因功能正常的细胞对双链RNA进行了编辑。研究人员发现,在这些细胞中,激活免疫系统警报的阈值大约是1000个双链病毒RNA片段。只有超过这一阈值,免疫系统才会注意到病毒。

麻疹病毒并不是唯一能够劫持免疫系统的病毒。卡塔内奥表示,他希望接下来能确定其他病毒激活免疫系统的阈值,比如黄热病病毒和基孔肯雅病毒,二者都是通过蚊子传播的。修改阈值或许帮助研究者获得新的抗病毒治疗方案。(任天)

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