滿足屠殺病毒的細胞中的小機器

當(dāng)病毒感染人體細胞時，這些細胞面臨著一個難題。他們?nèi)绾卧诓粋ψ约旱那闆r下銷毀病毒呢?猶他州立大學(xué)健康科學(xué)家通過可視化一個小型細胞機器找到了答案，這種機器將病毒的遺傳物質(zhì)切成碎片。他們的研究表明，機器如何檢測入侵者并對其進行破壞以保護細胞并防止感染擴散。

“戰(zhàn)斗病毒對于生存至關(guān)重要，”U of Health的生物化學(xué)杰出教授Brenda Bass博士說，他與助理教授Peter Shen博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。“看到生物學(xué)如何進化以解決這個問題，真是令人著迷。”他們的研究結(jié)果將于12月21日在線發(fā)表在“科學(xué)”雜志上。

Bass，Shen和他們的同事研究了一種這樣的專用機器，一種來自普通果蠅Drosophila melanogaster的蛋白質(zhì)。現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)知道蒼蠅蛋白是如何起作用的，他們可能會使用一些相同的技巧來克服導(dǎo)致人類疾病的病毒。

乍一看，“L”形蛋白，恰當(dāng)?shù)孛麨镈icer，看起來并不像什么特別的東西。但把它放在病毒旁邊，它的彎刀般的屬性栩栩如生。病毒通過在細胞內(nèi)復(fù)制和復(fù)制其基因組材料來傳播感染，并且在此過程中產(chǎn)生雙鏈RNA(dsRNA)。Dicer通過抓住繩狀dsRNA來抓住侵入入侵者的牢房，在它卷入時將其切成碎片。

病毒和細胞dsRNA之間的一個小差異是造成病毒作為不受歡迎的入侵者的原因。兩條病毒dsRNA鏈的末端是偶數(shù)，而細胞dsRNA的一條鏈在末端更長。

“Dicer必須小心它會破壞什么，否則會關(guān)閉細胞，”研究生和第一作者Niladri Sinha解釋道。“看看Dicer的工作原理回答了一個長期存在的問題，即抗病毒受體如何區(qū)分'自我'和'非自我'。”

此屬性很重要，原因不止一個。作為正常細胞功能的一部分，Dicer也切割由細胞制成的dsRNA。這項研究首次表明，這臺機器使用完全不同的機制處理來自病毒的dsRNA。

在某種程度上，Dicer的這種新觀點已經(jīng)有近20年的歷史了。當(dāng)巴斯第一次開始研究這種蛋白質(zhì)時，她注意到它有一個被稱為解旋酶結(jié)構(gòu)域的區(qū)域。但是那些年來，沒有人知道為什么。純粹的好奇心促使她與Shen合作，以確定是否看到蛋白質(zhì)可以幫助他們回答這個問題。

為此，他們使用低溫電子顯微鏡(今年的諾貝爾獎獲獎技術(shù))閃光并分析了Dicer。盡管使用了先進的方法，但要了解與病毒RNA相互作用的蛋白質(zhì)并不容易。即使是低溫EM標(biāo)準(zhǔn)，Dicer也很小。此外，它彎曲和移動，使其難以確定。

科學(xué)家克服了這些困難，通過使用生物化學(xué)技術(shù)將這對成對陷阱定位，然后拍攝了數(shù)十萬張圖像。他們發(fā)現(xiàn)神秘的解旋酶域定義了以前未知的破壞病毒的機制：它識別入侵者并在殺戮之前將其卷入其中。重要的是，一旦解旋酶抓住了病毒材料，它就不敢放棄，從而提高了根除感染的機會。

“我喜歡這個，就是我們不知道酶是如何起作用的。只要看一眼，我們就會發(fā)現(xiàn)意想不到的東西，”沉說。

Dicer可能只在蒼蠅中以這種方式運作。但是生物學(xué)習(xí)慣于重復(fù)使用效果很好的工具。“我相信人們會想到，或許在某些條件下，或者在存在其他蛋白質(zhì)因素的情況下，人類Dicer可能會像蒼蠅那樣行事。”這樣的發(fā)現(xiàn)可以為科學(xué)家提供新的方法來控制病毒感染，以及我們身體對感染的反應(yīng)。

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