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PNAS:更有效的新反向遺傳學(xué)系統(tǒng)

日期:2017-02-28 08:56:35

 輪狀病毒是引發(fā)嚴(yán)重腹瀉的最常見原因之一,每年都會(huì)奪去數(shù)十萬(wàn)嬰兒的性命,雖然目前的疫苗能有效預(yù)防輪狀病毒的惡化,但是科學(xué)家們希望能研發(fā)出更多低成本的,更有效的疫苗。

 

然而目前的技術(shù)手段無(wú)法分析輪狀病毒如何在細(xì)胞中侵入和復(fù)制的,為了鑒別在輪狀病毒的感染過(guò)程中哪些基因至關(guān)重要,來(lái)自大阪大學(xué)微生物疾病研究所的科學(xué)家報(bào)道了一種新型基于質(zhì)粒的反向遺傳學(xué)系統(tǒng)。

 

這一研究成果公布在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)雜志上,領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的副教授Takeshi Kobayashi說(shuō),“反向遺傳學(xué)能幫助我們獲得人工改造的病毒。使用反向遺傳學(xué),我們可以令一個(gè)基因發(fā)生突變,然后觀察這對(duì)病毒的影響”。

 

目前反向遺傳學(xué)已經(jīng)被用于了許多種病毒研究中,用以分析病毒繁殖的條件,但是要針對(duì)像是輪狀病毒這樣的多片段RNA病毒細(xì)胞并不容易,這一研究組通過(guò)兩個(gè)病毒蛋白:FASTVV capping enzyme解決了這個(gè)問(wèn)題,他們將這兩種蛋白加入到質(zhì)粒系統(tǒng)中,利用其優(yōu)勢(shì),突變了輪狀病毒的單個(gè)蛋白:NSP1,結(jié)果表明這可以減少病毒的復(fù)制,從而檢驗(yàn)了這一系統(tǒng)。

 

未來(lái)通過(guò)進(jìn)一步在所有蛋白中進(jìn)行全面檢測(cè),研究人員希望能找到令輪狀病毒成為嚴(yán)重公共威脅的關(guān)鍵決定因子,“我們希望可以修改輪狀病毒的繁殖和致病性,”Kobayashi說(shuō)。

 

Kobayashi對(duì)于這一質(zhì)粒反向遺傳學(xué)系統(tǒng)充滿信心,“因?yàn)闆](méi)有人可以人工合成輪狀病毒,因此我們對(duì)這種病毒的復(fù)制和發(fā)病機(jī)制了解甚少”。他希望這一新系統(tǒng)將促進(jìn)輪狀病毒的研究工作,并指導(dǎo)研發(fā)更有效的疫苗。

 

此前,來(lái)自云南大學(xué)的一組研究人員利用小RNA深度測(cè)序和反向遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn),在暴露銅綠假單胞菌PA14的秀麗隱桿線蟲中,mir-233UPR激活所必需的。銅綠假單胞菌感染能夠以p38 MAPK依賴性的方式,上調(diào)mir-233的表達(dá)。定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析將SCA-1——sarco/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATPase的線蟲同系物,確定為mir-233的靶點(diǎn)。在銅綠假單胞菌PA14感染期間,mir-233可抑制SCA-1的蛋白水平,這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致UPR的激活。而mir-233突變體對(duì)于銅綠假單胞菌感染更加敏感,敲除sca-1可導(dǎo)致對(duì)銅綠假單胞菌造成的殺傷產(chǎn)生更強(qiáng)的抵抗力。這項(xiàng)研究表明,micro-mRNA依賴性通路通過(guò)激活UPR,對(duì)先天免疫產(chǎn)生一定的影響。

 


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