生物学家找到粘液瘤病毒兔共同进化的关键

根据堪萨斯州立大学的一项研究，与天花病毒相关的兔特异性病毒中的天然突变会使病毒变弱，并可能为理解病原体进化提供洞察力。“我们的研究结果可能有助于科学家预测哪些病毒会对人类构成威胁，”该研究的生物学助理教授兼首席研究员Stefan Rothenburg说。“这是了解宿主 - 病毒相互作用的分子基础的重要一步。”

罗腾堡; 微生物学博士生陈鹏，中国和Sherry Haller，Topeka; 佛罗里达大学的合作者最近发表了一项关于美利坚合众国国家科学院院刊关于粘液瘤病毒免疫调节蛋白M156功能的研究。根据Rothenburg的说法，M156以特定物种的方式从宿主中抑制抗病毒蛋白。研究人员还描述了M156中的功能丧失突变，使曾经严重的病毒变弱。

“在预测哪些病毒对人类和动物构成威胁方面，我们仍然非常无知，”罗腾堡说。“我们并不完全了解分子机制。这就是为什么研究一种非常成熟的宿主病毒系统如欧洲兔中的粘液瘤病毒作为人类病毒的模型以及为什么理解这种突变很重要的原因。”

20世纪50年代，澳大利亚有意释放粘液瘤病毒以控制侵入性兔子。那时，病毒感染的死亡率接近100%，并且释放导致欧洲兔群的大量减少。根据罗腾堡的说法，在几年之内，当时发生了两件让科学家震惊的事情：粘液瘤病毒变异变弱或减弱，兔子进化为对病毒产生更强的抵抗力。“这两种现象共同导致了兔子群的反弹，”罗腾堡说。“科学家发现，病毒的自然进化减弱实际上对病毒有益，因为受感染的兔子活得更长，能够更好地传播病毒。”

罗腾堡进一步表示，在人群水平上，这可能是宿主病毒共同进化的最着名的例子，但在本研究之前缺乏分子解释。M156通常抑制兔子的病毒防御因子，称为蛋白激酶R或PKR。Peng及其同事发现，单一突变导致病毒蛋白质在抑制兔子PKR方面失败，并使病毒变弱。“这种病毒在维持这种突变方面具有进化优势，因为它在超过50%的澳大利亚病毒分离株中被发现，”彭说。

研究人员发现只有兔PKR被M156抑制而不是来自其他哺乳动物的PKR，这可能是导致粘液瘤病毒仅在兔子中引起疾病的原因。根据Rothenburg的说法，宿主和病毒蛋白的相互作用就像锁和钥匙，其中锁是PKR，病毒抑制剂是关键。他说，如果锁定或密钥更改，病毒无法在主机中建立活跃的感染。

Rothenburg的下一步是研究在欧洲为同一目的非法释放的粘液瘤菌株 - 看看PKR抑制剂是否存在具有相似作用的突变。此外，罗腾堡实验室利用从当前研究中获得的知识来修改粘液瘤病毒，目的是增强病毒的溶瘤活性，并扩大可被粘液瘤病毒破坏的癌症形式。

“我们的研究结果很重要，因为我们可以利用所获得的知识来检查与人类健康有关的病原体，”罗腾堡说。“那些包括流感病毒或埃博拉病毒等病毒，可以从动物身上跳入人群，并抵消宿主的免疫系统，包括抑制PKR。研究物种特异性相互作用可能会产生有关哪些病毒构成未来威胁的宝贵信息“。

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