美国生物学家追踪了人类免疫缺陷病毒RNA如何在受感染的细胞中复制,并找出了为什么其某些副本保留在细胞内,而其他副本却“包装”到新的HIV颗粒中的原因。这样,就有可能以新的方式对抗病毒。文章与研究出版的科学期刊的结果科学。
“几十年来,我们已经知道病毒RNA的两种不同结构形式的存在,但我们不了解是什么因素帮助病毒维持了两者之间的平衡。事实证明,只有一个核苷酸(遗传密码的字母)负责解决此问题。这从根本上改变了我们对如何解决这一问题的看法。HIV的作品,“-说,该研究报告的作者之一,在美国马里兰州的巴尔的摩大学的约书亚·布朗的病毒学家。
人类免疫缺陷病毒是球形颗粒,由许多重复的蛋白质分子组成。它的中心是一个带有两个病毒RNA拷贝的胶囊。病毒进入细胞后,其内部的蛋白质会读取这些RNA。然后,它们整合到基因组中,迫使细胞产生病毒RNA及其相关蛋白的多个副本。
该过程最不寻常的特征是将HIV与几乎所有其他病毒区分开来,这是形成新病毒颗粒所需的全部9个基因都“写”在同一短段DNA中。细胞可以三种不同方式读取基因组片段,从而生成三种不同形式的病毒RNA。
其中一个成为新病毒颗粒的“填充物”,而另两个保留在细胞中,并充当生产病毒蛋白和其他参与HIV繁殖周期的成分的模板。迄今为止,生物学家甚至还没有什么控制这些类型病毒RNA形成的遥远想法。
病毒“开关”
布朗和他的同事透露了这个秘密。为此,他们在氘原子,重氢的帮助下标记了病毒基因组的某些部分,并追踪了细胞与病毒DNA相互作用的方式。为此,科学家们培养了癌细胞的培养物,感染了HIV,等待病毒复制,然后从其颗粒中提取RNA,并根据氘原子的位置重建了三维结构。
这些实验表明,进入新病毒颗粒并保留在被感染细胞中的RNA分子的形状有很大不同。这些差异是由于以下事实:一个或两个“额外”鸟苷分子(一种进入核酸,特别是DNA或RNA的物质)可以加入HIV基因组新拷贝的末端。
正如生物学家所发现的那样,它们的出现改变了RNA分子的形状,使得细胞蛋白eIF4E可以与其相互作用,从而从其末端“咬掉”多余的部分,并将其转变为蛋白质生产的模板。如果鸟嘌呤不具有“额外”连接,则该酶将无法与RNA相互作用,从而可以与HIV基因组的另一个副本连接并成为新病毒颗粒的一部分。
科学家认为,HIV的这一特征可用于制造抑制新病毒颗粒形成的药物,从而迫使病毒RNA的新拷贝始终与鸟嘌呤结合,或在相反形式的不同形式的HIV基因组生产中转移平衡。
他们认为,这种方法应该比现有的抗逆转录病毒药物更有效,因为编码该机制的HIV基因组部分对于病毒的生存至关重要,并且随着病毒的发展几乎保持不变。正如科学家本人所指出的那样,在不久的将来,布朗和他的同事们计划在细胞培养物中进行这种首次实验。