这种基因能帮病毒“隐形”
在每天被细菌包围的环境中,我们的免疫系统给了我们很好的保护,但是每台机器都有它的弱点。
一种保护我们身体免受自身免疫疾病侵害的基因也能保护一些病毒免受免疫系统的检测,然后悄悄地把它们引入村庄。正如11月29日发表在《PLOS生物学》上的一篇新研究文章所指出的,故事的方向取决于有多少病毒想要进入你的身体。
科学家发现,这种被称为腺苷脱氨酶的基因作用于核糖核酸RNA1)或腺苷二磷酸还原酶ADAR1),以保护身体免受大量病毒的侵害,但如果只有少量病毒敲门,它就会打开门,邀请它们来参观。
ADAR1及其编码的蛋白质通过发现双链RNA并将其分解为单链RNA来保护身体免受自我攻击。核糖核酸有两种形式,单链和双链,并在体内发挥许多作用。
生物化学和分子生物学教授罗伯托·卡坦尼奥(Roberto Cattaneo)说,首先,我们不知道为什么双链核糖核酸会激活免疫系统,但这可能会追溯到地球生命的最初起源。
一种理论认为原始细胞只含有核糖核酸作为遗传物质。但是最终,细胞开始使用脱氧核糖核酸作为遗传物质,而病毒开始使用核糖核酸主要是为了写遗传信息。(并非所有的病毒都将遗传信息储存在核糖核酸中,有些储存在脱氧核糖核酸中。因此,“细胞开始建立先天免疫系统,以防止自我攻击,并识别双链核糖核酸为入侵者,”卡坦尼奥告诉《生活科学》。
当ARAR1基因有缺陷时,它不能将身体产生的一些双链核糖核酸转化为单链核糖核酸。这些未转化的双链核糖核酸将激活人体免疫系统,这将导致婴儿患上自身免疫性疾病——艾卡迪-古提埃雷斯综合征。根据美国国家健康研究人员的说法,这种严重的疾病会导致病人的大脑、免疫系统和皮肤出现问题。但是“蛋白质有这种缺陷的人实际上有更强的抗病毒能力,”卡托尼奥说。
在实验室里,该小组使用基因编辑工具CRISPR-CASC 9从人类细胞中删除ARAR1,但没有移动其他细胞。之后,他们用不同数量的麻疹病毒感染功能完全的基因,同时删除ARAR1细胞。(麻疹病毒将其遗传信息储存在核糖核酸中,而不是脱氧核糖核酸中。此外,尽管这种病毒通常会产生单链核糖核酸,但它也会错误地产生一些双链核糖核酸。该小组还用含有更多双链核糖核酸的突变麻疹病毒感染细胞,然后观察会发生什么。
他们发现,没有ADAR1的细胞只需要少量双链病毒RNA就能激活免疫系统。如预期的那样,具有ADAR1的细胞编辑出双链核糖核酸。他们发现激活这些细胞中免疫系统的阈值是大约1000个双链病毒核糖核酸片段。超过这个数字,免疫系统将检测到病毒。
纽约洛克菲勒大学的博士后研究员阿雄·钟说,了解病毒双链核糖核酸中不同形式的ARAR1基因的转化机制非常重要。
麻疹不是唯一能劫持免疫系统的病毒。Cattaneo说,他还希望找出其他病毒免疫系统的激活阈值,如黄热病病毒和基孔肯雅病毒(两者都是由蚊子传播的)。Cattaneo说修改激活阈值可能会增加抗病毒治疗的选择。
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