病毒或許是驅(qū)動(dòng)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(lái)源：中國(guó)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(dòng)物機(jī)體蛋白和病毒之間的軍備競(jìng)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(jì)其數(shù)的人類死亡，僅在過(guò)去幾年里，研究者就利用深度測(cè)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(kāi)始進(jìn)行更為深入的研究，研究者認(rèn)為，病毒指派用來(lái)復(fù)制的蛋白質(zhì)或許在病毒和宿主相互作用的過(guò)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(zhǎng)類動(dòng)物機(jī)體的基因組中存在一些適應(yīng)性的信號(hào)，但當(dāng)時(shí)研究者并不清楚到底是哪種選擇性的壓力驅(qū)動(dòng)引發(fā)這些適應(yīng)性的出現(xiàn)，Enard說(shuō)道，我非常失落，這就好比在地上看見(jiàn)了腳印，但我卻不知道是哪種動(dòng)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?yàn)椴《究梢酝?xì)胞中的細(xì)胞器相互作用從而在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)病毒的自我復(fù)制。

 

研究者DavidEnard是DmitriPetrov教授實(shí)驗(yàn)室的成員之一，在一項(xiàng)刊登于國(guó)際雜志eLife的研究報(bào)告中，Petrov教授的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，病毒或許是驅(qū)動(dòng)哺乳動(dòng)物基因組中適應(yīng)性表現(xiàn)的主要驅(qū)動(dòng)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(duì)病毒產(chǎn)生反應(yīng)而驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的。

 

哺乳動(dòng)物機(jī)體蛋白和病毒之間的軍備競(jìng)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(jì)其數(shù)的人類死亡，僅在過(guò)去幾年里，研究者就利用深度測(cè)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(kāi)始進(jìn)行更為深入的研究，研究者認(rèn)為，病毒指派用來(lái)復(fù)制的蛋白質(zhì)或許在病毒和宿主相互作用的過(guò)程中扮演著重要的作用。

 

實(shí)際上，越來(lái)越多的哺乳動(dòng)物機(jī)體的蛋白都開(kāi)始因?yàn)榕c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(wú)法對(duì)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(xiàng)最新的研究中，研究者Enard花費(fèi)了將近4個(gè)月時(shí)間對(duì)已經(jīng)發(fā)表的研究成果進(jìn)行調(diào)查，他們對(duì)24種哺乳動(dòng)物的基因組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在保守基因編碼的10000個(gè)蛋白中有大約1300個(gè)蛋白可以同病毒相互作用，而其中80%的蛋白質(zhì)都沒(méi)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(shuō)道，這種信號(hào)如此強(qiáng)勁讓我們非常驚訝，這或許是由一種事實(shí)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(lái)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(wú)關(guān)，而這無(wú)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(duì)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(lái)進(jìn)入到宿主細(xì)胞中，2013年，研究者利用計(jì)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(guò)程，該基因在罕見(jiàn)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(bào)告闡明了NPC1蛋白對(duì)于埃博拉病毒的感染非常重要，接下來(lái)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(jìng)賽。

 

來(lái)自紐約愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院(AlbertEinsteinCollegeofMedicine)的研究者KartikChandran也對(duì)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(shuō)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(duì)埃博拉病毒感染易感性。

下一步的研究方向

 

這項(xiàng)研究所闡明的適應(yīng)性表現(xiàn)自700萬(wàn)年以前人類從黑猩猩分化而來(lái)就出現(xiàn)了，如今研究者Enard通過(guò)研究分析了在過(guò)去50000年里特殊病毒對(duì)近來(lái)蛋白質(zhì)適應(yīng)性表現(xiàn)的效應(yīng)。

 

其中一個(gè)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(duì)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(huì)在幾周時(shí)間內(nèi)就可以逃避療法的攻擊，如今這種問(wèn)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(wàn)年-100萬(wàn)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(gè)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(huì)利用多種輔因子來(lái)進(jìn)行復(fù)制。

 

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們都通過(guò)設(shè)計(jì)靶向作用宿主蛋白而不是病毒自身的抗病毒藥物來(lái)利用緩慢的宿主進(jìn)化作用，比如，研究者Chandran的團(tuán)隊(duì)如今就在尋找暫時(shí)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(diǎn)，因?yàn)槠鋵?duì)于細(xì)胞的功能非常重要，阻斷其功能或許會(huì)誘導(dǎo)短暫出現(xiàn)C型尼曼匹克癥的癥狀；從另一方面來(lái)講通過(guò)藥物性制劑誘發(fā)潛在的改變或許會(huì)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(xiàng)最新研究對(duì)VIPs進(jìn)行了一項(xiàng)保守性的估計(jì)，因此目前研究者Petrov的研究團(tuán)隊(duì)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(shuō)道，這正是我們未來(lái)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(lái)探索。