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JVI:4亿年的进化军备竞赛有助人们理解HIV

来源:本站原创 2018-06-02 07:17

2018年6月2日/生物谷BIOON/---了解4亿年前一种首次在海洋生物中出现的的抗病毒蛋白的进化,会有助于科学家们更好地掌握人类免疫缺陷病毒(HIV)。

来自加拿大西安大略大学的研究人员对一个编码蛋白HERC5的基因的来源感兴趣。在一项新的研究中,西安大略大学舒立克医学与牙科学院助理教授Stephen Barr博士及其团队发现4亿多年前,这个基因首先出现在鱼类中,并且从那时起就参与了与病毒之间的进化军备竞赛。相关研究结果于2018年4月18日在线发表在Journal of Virology期刊上,论文标题为“Evolution-guided structural and functional analyses of the HERC family reveals an ancient marine origin and determinants of antiviral activity”。
图片来自Journal of Virology, doi:10.1128/JVI.00528-18。

这项研究表明,数亿年来,这场为生存而开展的战争导致基因产生复杂的防御功能来阻挡病毒,这反过来又迫使病毒不断进化和发生变化来绕过这些防御功能。这就为人们了解病毒和免疫系统的进化方式提供了线索。

Barr和他的团队利用测序技术发现,来自这种4亿年前的被称作腔棘鱼(coelacanth)的鱼的HERC5基因编码一种蛋白,这种蛋白能够强效地阻断猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus, SIV)感染,但是不能够抑制HIV,其中HIV是由SIV进化而来,与SIV存在着密切的亲缘关系。

Barr解释道,“当然,HIV和我们研究的这些现代的病毒并不存在于鱼类中,但是它们的古代版本都存在于鱼类中。因此,我们猜测这些古老的逆转录病毒对海洋生物造成严重破坏,它们的免疫系统定会产生防御功能。我们认为其中的一种防御功能就是HERC家族。随着逆转录病毒进化以及最终导致HIV产生,出现了不同的HERC基因变体来抵抗这些感染。”

鉴于这些病毒长期处于军备竞赛中,它们有时间学习如何绕开这些防御功能,结果就是它们变得更加聪明。因此,这种新的复杂程度可能有助这些病毒跳出物种障碍,并在人体中建立新的感染。

Barr说,“通过全面了解并鉴定出所有不同的能够抵御病毒的蛋白,我们就能够开发一种更加全面的方法来推进抗病毒药物开发。我们的未来目标是发现病毒用来让HERC和其他类似的抗病毒蛋白失活的机制,以便我们能够利用这些知识开发新型抗病毒药物。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ermela Paparisto, Matthew W. Woods, Macon D. Coleman et al. Evolution-guided structural and functional analyses of the HERC family reveals an ancient marine origin and determinants of antiviral activity. Journal of Virology, Published online:18 April 2018, doi:10.1128/JVI.00528-18

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