新發(fā)現(xiàn)！Cell揭示：HIV選擇休眠的秘密

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來源：生物探索

2018-05-24

艾滋病病毒很狡猾，它們會將遺傳物質插入感染T細胞的DNA內，形成“病毒庫”并以休眠的狀態(tài)長期存在于患者體內。這些潛伏的病毒是抗艾滋的重中之重。

艾滋病病毒很狡猾，它們會將遺傳物質插入感染T細胞的DNA內，形成“病毒庫”并以休眠的狀態(tài)長期存在于患者體內。這些潛伏的病毒是抗艾滋的重中之重。近期，科學家們找到了決定HIV自身保持活躍或者休眠狀態(tài)的分子機制。這有望帶來新的治療方案，促使病毒“永不蘇醒”。

相關研究以“A Post-Transcriptional Feedback Mechanism for Noise Suppression and Fate Stabilization”為題發(fā)表在《Cell》期刊。來自于Gladstone研究所的科學家們認為，借助這一最新發(fā)現(xiàn)的機制，HIV可以在活躍、休眠之間找到平衡，從而在不穩(wěn)定的宿主環(huán)境內‘侵奪陣地’。

Gladstone研究所細胞回路中心的主任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，例如干細胞（是繼續(xù)維持干細胞特性還是分化成特定的細胞）。

1.“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復制。然而，一些藏匿的病毒并不會選擇消滅宿主細胞，相反，它們會進入休眠狀態(tài)。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(shù)量，但是，卻不擅長對抗?jié)摲陌滩《?。所以，一旦治療停止，休眠的病毒極容易卷土重來。這也是艾滋病尚且不能治愈的關鍵原因之一。

在之前的研究中，Leor S. Weinberger團隊發(fā)現(xiàn)，潛伏的HIV“并非偶然”，而是一種深思熟慮的“生存策略”。

這一策略對于病毒而言有“進化優(yōu)勢”，因為HIV最初進入人體的位置，并沒有多少免疫細胞可供它入侵。如果此時病毒全部激活并消滅免疫細胞，就不會有剩余的免疫細胞用于繼續(xù)感染。

2.HIV利用“基因表達噪聲”

休眠的病毒庫一旦進入有更多目標細胞的組織區(qū)域，會“蘇醒”從而確保更大的存活機會和持續(xù)的感染。Leor S. Weinberger團隊發(fā)現(xiàn)，HIV維持這一選擇（活躍or休眠）依賴于細胞內一個正?，F(xiàn)象——“基因表達的隨機波動”（random fluctuations in gene expression，也稱噪聲）。

正是因為“噪聲”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(xiàn)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于“選擇性連接”（alternative splicing），一種能夠讓HIV剪切遺傳物質、并隨機組合的機制。

3.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(fā)現(xiàn)，病毒能夠用一種選擇性連接的方式控制基因表達的噪聲，從而決定宿主細胞的命運——是處于活躍狀態(tài)還是休眠狀態(tài)。

而且，這一連接模式發(fā)生在轉錄后，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(chǎn)生更少的活性病毒。

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

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