發(fā)布日期：2019-01-25
由于體積的限制，病毒的基因組通常較小，攜帶的遺傳信息也比較少。因此，病毒在復(fù)制過程中，需要利用特殊機制擴展其攜帶遺傳信息的利用率。其中，程序性移碼就是病毒常用的蛋白質(zhì)合成重編碼機制。
1月24日，中國科學(xué)院生物物理所研究員高光俠團隊在《細胞》發(fā)表研究稱，首次發(fā)現(xiàn)了新的宿主抗病毒因子，可抑制人類免疫缺陷病毒1型（HIV-1）蛋白質(zhì)翻譯過程中的程序性-1位核糖體移碼，從而抑制病毒在細胞內(nèi)復(fù)制。
程序性移碼是病毒“弱點”
病毒的感染進程及致病性取決于病毒與宿主之間的相互作用。有些病毒感染宿主后可在體內(nèi)持續(xù)存在，引起慢性傳染性疾病，如HIV。它是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種，可感染人類免疫系統(tǒng)細胞，造成人類免疫系統(tǒng)缺陷，引起艾滋病。
程序性-1位核糖體移碼是HIV等病毒及部分細胞mRNA使用的一種蛋白質(zhì)合成重編碼機制，即核糖體通過后退一個核苷酸改變閱讀框，繞過終止密碼子，以翻譯更多遺傳信息。
高光俠在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，通過這種程序性移碼機制，病毒能夠以一條mRNA為模板，翻譯產(chǎn)生兩種不同的蛋白質(zhì)，從而發(fā)揮不同的生物功能。
在與病毒長期共存、對抗的過程中，宿主會進化出許多抗病毒機制，尋找病毒可被攻擊的弱點（靶點），從而阻礙病毒擴展其遺傳信息。“因此，在宿主抗病毒的過程中，針對病毒的程序性移碼過程，應(yīng)該有一種抗病毒機制存在。”高光俠說。
新型抗病毒因子可攻擊病毒“弱點”
天然免疫是人體抗擊病原體的第一道防線，其中干擾素是天然免疫重要的作用分子。研究人員發(fā)現(xiàn)，干擾素處理HIV-1感染的細胞時，干擾素本身能夠抑制HIV-1的程序性移碼過程。
此外，由于干擾素可調(diào)控刺激ISGs基因的表達，因此研究人員猜測，干擾素很可能通過調(diào)控ISGs發(fā)揮作用。
接下來，通過對ISGs系列的近百個基因進行篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)C19orf66基因的表達能夠明顯抑制HIV-1的程序性移碼過程，研究人員將該基因命名為Shiftless，簡稱SFL。
“概括地講，干擾素可以通過調(diào)控SFL的表達抑制HIV-1的程序性移碼，進而抑制病毒的復(fù)制。”高光俠告訴《中國科學(xué)報》。
對此，中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長、病毒學(xué)家郭德銀表示，病毒的程序性移碼是一個嚴格調(diào)控的過程。相比既往研究主要關(guān)注病毒RNA本身結(jié)構(gòu)、序列信號以及病毒蛋白對程序性移碼的影響，SFL這一新型抗病毒因子的發(fā)現(xiàn)，填補了該領(lǐng)域的空白，是近年來的一個重大突破。
SFL有望助攻艾滋病治療
程序性移碼不僅存在于HIV中，在大腸桿菌、酵母及其他高等生物中也普遍存在。
為進一步研究新型抗病毒因子SFL抑制程序性移碼的機制是否具有普遍性，研究人員測試了來源于不同病毒體內(nèi)的程序性移碼過程，發(fā)現(xiàn)SFL對這些病毒的程序性移碼都有抑制作用。“因此，SFL是具有廣譜特性的宿主抗病毒因子。”高光俠說。
研究人員表示，深入研究病毒與宿主之間復(fù)雜的相互作用，一方面有利于深入了解病毒的復(fù)制和致病機制，另一方面還能為臨床診療和新藥研發(fā)提供新的靶點和理論基礎(chǔ)。
郭德銀認為，SFL調(diào)控機制的發(fā)現(xiàn)有可能為研發(fā)抗艾滋病藥物提供新的途徑。
“首先，SFL蛋白本身有可能作為一種新的抗病毒蛋白，人們或許可以通過改變SFL在體內(nèi)的表達，進而達到抗病毒的目的；其次，病毒程序性移碼過程也可能作為潛在的藥物靶點，用于系統(tǒng)篩選小分子抗病毒抑制劑，并有望研發(fā)出新型的抗病毒臨床藥物。”郭德銀說。（見習(xí)記者 辛雨）
來源：中國科學(xué)報
