新發現！Cell揭示：HIV選擇休眠的秘密

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相關研究以「A Post-Transcriptional Feedback Mechanism for Noise Suppression and Fate Stabilization」為題發表在《Cell》期刊。來自於Gladstone研究所的科學家們認為，藉助這一最新發現的機制，HIV可以在活躍、休眠之間找到平衡，從而在不穩定的宿主環境內『侵奪陣地』。

Gladstone研究所細胞迴路中心的主任Leor S. Weinberger表示，這一研究或許還可以解釋其他細胞的命運決策機制，例如幹細胞（是繼續維持幹細胞特性還是分化成特定的細胞）。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.005

「病毒庫」

HIV一旦入侵人體，就會將其遺傳物質插入到宿主免疫細胞的DNA中，從而迫使宿主細胞完成病毒的複製。然而，一些藏匿的病毒並不會選擇消滅宿主細胞，相反，它們會進入休眠狀態。這一「病毒庫」可以潛伏很長的時間。

目前的艾滋病治療策略可以有效減少體內活躍病毒的數量，但是，卻不擅長對抗潛伏的艾滋病毒。所以，一旦治療停止，休眠的病毒極容易捲土重來。這也是艾滋病尚且不能治癒的關鍵原因之一。

在之前的研究中，Leor S. Weinberger團隊發現，潛伏的HIV「並非偶然」，而是一種深思熟慮的「生存策略」。

這一策略對於病毒而言有「進化優勢」，因為HIV最初進入人體的位置，並沒有多少免疫細胞可供它入侵。如果此時病毒全部激活並消滅免疫細胞，就不會有剩餘的免疫細胞用於繼續感染。

HIV利用「基因表達雜訊」

休眠的病毒庫一旦進入有更多目標細胞的組織區域，會「蘇醒」從而確保更大的存活機會和持續的感染。Leor S. Weinberger團隊發現，HIV維持這一選擇（活躍or休眠）依賴於細胞內一個正常現象——「基因表達的隨機波動」（random fluctuations in gene expression，也稱雜訊）。

正是因為「雜訊」的存在，兩個遺傳物質完全相同的細胞在同一蛋白表達上會出現量的不同。這一差異足以影響細胞的功能和命運。

HIV在宿主細胞內的表達機制屬於「選擇性連接」（alternative splicing），一種能夠讓HIV剪切遺傳物質、並隨機組合的機制。

圖片來源：Cell

低效的基因連接

在最新的研究中，研究人員觀察了HIV感染的單個細胞。他們發現，病毒能夠用一種選擇性連接的方式控制基因表達的雜訊，從而決定宿主細胞的命運——是處於活躍狀態還是休眠狀態。

而且，這一連接模式發生在轉錄後，且非常低效，以便HIV更好地控制保持活躍與否的決策。如果HIV連接機制效率增加，反而會產生更少的活性病毒。

研究人員認為，藉助這一機制，提高HIV連接效率，就有機會將將HIV一直維持在休眠狀態，從而遏制住病情。這將是對抗艾滋病的不同思路。

責編：風鈴

參考資料：

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