一旦病毒被破壞將細(xì)胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)
新研究,由第一年博士開(kāi)創(chuàng)。圣安德魯斯大學(xué)生物學(xué)院的學(xué)生和研究人員已經(jīng)確定了CRISPR基因組工程工具包的一個(gè)重要新組件,它正在徹底改變遺傳病和感染的治療方法。
該研究發(fā)表于Nature(2018年9月19日,星期三),主要針對(duì)病毒感染的細(xì)胞水平防御以及一旦病毒被破壞后將細(xì)胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)的能力。由圣安德魯斯生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中心(BSRC)的Malcolm White教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)取得了突破性進(jìn)展,可在醫(yī)療保健,生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
所有形式的生命都需要抵御病毒感染。人類具有基于抗體的適應(yīng)性免疫系統(tǒng),其攜帶過(guò)去感染的記憶并提供免疫力。與人類一樣,微生物也具有適應(yīng)性免疫系統(tǒng),即CRISPR系統(tǒng),其存儲(chǔ)用于提供針對(duì)未來(lái)感染的免疫力的小片病毒遺傳物質(zhì)。CRISPR系統(tǒng)已被用于操縱和設(shè)計(jì)基因組以對(duì)抗感染和疾病。
人類使用干擾素途徑來(lái)指示感染并動(dòng)員防御。最近,發(fā)現(xiàn)了CRISPR系統(tǒng)的意外方面,其中入侵的病毒遺傳物質(zhì)觸發(fā)了環(huán)狀環(huán)分子的合成。這些環(huán)由4或6個(gè)連接的腺苷一磷酸(AMP)分子組成,與干擾素一樣,是將細(xì)胞推入抗病毒狀態(tài)的信號(hào)分子。他們通過(guò)激活一系列降解酶來(lái)破壞入侵的病毒并提供免疫力。但是,如果長(zhǎng)時(shí)間處于激活狀態(tài),電池也會(huì)死亡。為了避免這種命運(yùn),預(yù)測(cè)細(xì)胞具有分子“關(guān)閉開(kāi)關(guān)”,一旦感染被清除就會(huì)去除環(huán)分子。
當(dāng)他開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí),第一年獲得博士學(xué)位。學(xué)生Januka Athukoralage開(kāi)始尋找難以捉摸的“關(guān)閉開(kāi)關(guān)”。他成功地純化了一種酶,這種酶被稱為“環(huán)核酸酶”,可以特異性地降解環(huán)分子。他與BSRC的同事合作,展示了環(huán)核酸酶如何結(jié)合并切斷環(huán)分子,證明一旦病毒被破壞,“關(guān)閉開(kāi)關(guān)”如何將細(xì)胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)。
Malcolm White教授說(shuō):“環(huán)狀信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制是CRISPR系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,被微生物用于抗病毒防御.CRM已被用作操縱DNA的令人興奮的新技術(shù),應(yīng)用于遺傳病和感染的治療,食品生產(chǎn),快速診斷和許多其他領(lǐng)域。“
“環(huán)核酸酶的鑒定為CRISPR工具包添加了另一個(gè)部分。由于小團(tuán)隊(duì)的共同努力和專業(yè)知識(shí),這一突破是可能的。我想承認(rèn)Drs Christophe Rouillon,Shirley Graham的重要貢獻(xiàn)。和SabineGrüschow參加這項(xiàng)研究。“
目前正在進(jìn)行進(jìn)一步研究以了解環(huán)信號(hào)系統(tǒng)如何在細(xì)胞中發(fā)揮作用。
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