Virustartunnan torjunnassa oikeinkirjoitus on tärkeä

Musikhjälpen 2014: "Var 15:e sekund smittas någon av hiv" - på 15 olika språk (Heinäkuu 2019).

Anonim

Miljoonien vuosien ajan ihmiset ja virukset ovat harjoittaneet jatkuvaa sodankäyntiä: kun solumme kehittävät uusia tapoja puolustaa meitä vihollisilta vihollisilta, nämä taudinaiheuttajat puolestaan ​​hankkivat uusia piirteitä näiden puolustusten välttämiseksi.

Nyt tiedemiehet ovat havainneet, että geenien ja monien virusten välinen keskeinen samankaltaisuus - eräs tapa geneettisen koodin kirjoittamisessa - on todennäköisesti antanut viruksille mahdollisuuden välttää solumuutoksemme. Paul Bieniasz, Rockefellerin professori ja Howard Hughes Medical Institute -tutkija, jotka johti työtä, sanovat, että se alkoi pyrkiä ymmärtämään, miten viruksen genomi vaikuttaa HIV: n, AIDSin aiheuttavan HIV-tartunnan voimakkuuteen.

Luonnossa raportoitu hänen laboratorionsa viimeaikaiset havainnot tarjoavat tietoa solusuojausmekanismeistamme ja esittelevät uusia keinoja rokotteen kehittämiselle.

Yllättävää kyllä, kaikki tulee alas oikeinkirjoituskysymykseen.

Englanninkielisessä kielessä on kourallinen sanoja, joiden spellings voivat vaihdella muuttamatta merkitystään: esimerkiksi väriä ja väriä tai matkustajaa ja matkustajaa. Meidän genomimme ei ole erilainen: molekyylikoodi, joka muodostaa geeneihimme, on monella eri tavalla kirjoitettu, muuttamatta niitä proteiineja, jotka nämä geenit tuottavat. Mutta Bieniasz ja hänen työtoverinsa totesivat, että HIV: n ja muiden virusten, eräiden spellingien tai geneettisen koodin spesifisten muunnosten kannalta, ovat kriittisiä virusreplikaatiota ja infektiota vastaan.

Kaksi vierekkäistä kirjainta, jotka kadotettiin evoluutiosta

Kaikki genomit ovat pieniä molekyylejä, joita kutsutaan emäksiksi, joita edustaa kirjaimet kuten C, G ja A. Näitä kirjaimia viedään tiettyyn järjestykseen ja ne sanovat sanaa tai geeniä, joka tuottaa tietyn proteiinin. Haettaessa HIV-genomin osia, jotka mahdollistavat tartunnan, tutkijat kehittivät viruksen mutanttiversiot. Mutta sen sijaan, että muutettaisiin sen geneettisten kirjainten läpi kirjoitettuja proteiineja, he ottivat käyttöön vaihtoehtoiset speleologiset geenit, jolloin proteiinit pysyisivät muuttumattomina.

Tutkimusryhmä totesi, että jotkut näistä virusmutaateista eivät kyenneet kasvamaan ja kopioimaan. "Intuitiivisesti, tämä on odottamatonta, koska kaikki proteiinit - viruksen työhenkilöt - ovat täsmälleen samat", Bieniasz selittää.

Väärillä mutanttiviruksilla oli kuitenkin yksi yhteinen asia, mutta ne sisälsivät tietyn kaksiulotteisen sekvenssin useita tapauksia: CG.

Tämä kaksikirjaiminen sekvenssi ei näytä kovin epätodennäköiseltä. Geenitekniikassa on vain neljä kirjainta, joten todennäköisyys löytää kahden kirjaimen yhteen on korkein 1: llä 16: llä, tarkalleen. Ja vielä, evoluutiolla on outoa sattumaa, CG-sekvenssi on harvinaista ihmisen DNA: ssa. Kun sijoitetaan vierekkäin, C-kirjainta voidaan muuttaa kemiallisella reaktiolla, joka lopulta johtaa sen korvaamiseen toisella kirjaimella.

"Tämän evoluutiokyvyn takia ihmisen genomilla on nyt noin 80 prosenttia vähemmän CG-sekvenssejä kuin mitä odotettaisiin sattumalta", kertoi uuden paperin johtava tutkija Matthew A. Takata.

Härkä silmällä immuunijärjestelmään

Emme ihmisiä ole yksin puuttuvissa CG-sekvensseissä: normaalilla HIV: llä ja muilla viruksilla puuttuu heitä, mutta eri syistä. "Monet viruksen genomit eivät pääse läpi samaa kemiallista muokkausprosessia, kuin sellaiset selkärankaiset genomit kuin omat ovat kokeneet", Bieniasz sanoi. "Tämä sai meidät kysymään: miten ja miksi HIV ja muut virukset menettävät CG-sekvenssit?"

Tutkijat olettaa, että CG-sekvenssejä voidaan tunnistaa ja tuhota solukkojärjestelmällä, mikä estää virusinfektion. Bieniasz, Takata ja tutkimusryhmä hyödynsivät uutta geeninmuokkaustekniikkaa etsimään proteiineja, jotka voisivat toimia tällaisena puolustusmekanismina. He havaitsivat, että ihmissoluissa "ZAP" (Zinc-sormen virusvastainen proteiini) tunnistaa antiviraalinen proteiini, joka tunnistaa molekyylit, joilla on monia CG-sekvenssejä. ZAP sitoutuu sekvensseihin identifioimalla ne vieraiden hyökkääjien merkkinä. Nämä virusgenomit tuhotaan sitten.

Tulokset tarjoavat tietoa siitä, mikä aiheutti HIV: n ja muut virukset menettävän CG-sekvenssinsä ajan mittaan. Nämä virukset ovat todennäköisesti sopeutuneet nisäkkään puolustusmekanismeihin, kehittyvät CG-sekvenssien poistamiseksi ja ZAP: n valvonnan välttämiseksi.

Vaikka monet HIV-virukset kuten HIV sisältävät muutamia CG-sekvenssejä, joten ZAP ei tuhoa, tutkijat ajattelevat, että proteiini toimii edelleen suojelemaan meitä vastaan ​​muita taudinaiheuttajia. "Sen toiminta mahdollistaa solujen tunnistaa vieraat hyökkääjät" ei-itsenäisiksi ", " Bieniasz sanoo ", ja se voi tarjota puolustusta muiden lajien viruksilta, kuten purevien hyönteisten, joiden genomeilla on yhä suuri määrä CG-sekvenssejä."

Käytännössä löydös voi olla hyödyllistä kehittää heikentyneitä tai heikennettyjä viruksia, joita käytetään usein rokotteiden valmistamiseen. Geenitekniikalla insinööimällä virus, joka sisälsi lisää CG-sekvenssejä, tutkijat voisivat mahdollisesti saada aikaan version, joka vauhdittaisi ihmisten immuunijärjestelmää tuottamaan immuniteettia taudinaiheuttajaa vastaan ​​tekemättä heitä sairaaksi.

"Viruksen rekonfigmenta monilla CG-sekvensseillä", Takata sanoo, "on todennäköisesti tehokas, säädettävä ja pitkälti peruuttamaton tapa heikentää sitä, mikä tekee rokotekehityksestä nopeamman ja turvallisemman."

menu
menu