作者:翁志萍等 来源:《细胞》 发布时间:2019/10/14 11:06:57
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生殖细胞“护卫队”两级免疫抑制病毒入侵

 

同济大学客座教授翁志萍与美国马萨诸塞州大学医学院教授William E. Theurkauf及澳大利亚昆士兰大学研究员Keith Chappell合作,通过研究KoRV入侵考拉基因组,首次成功揭示了从昆虫到后生哺乳动物中普遍存在的piRNA对于逆转录病毒侵入机体的应答机制。10月10日,该研究成果发表于《细胞》。

基因组中普遍存在着一类跳跃基因,被称为转座子或跳跃子。它们绝大部分来源于几十万年前甚至数百万年前的病毒入侵。在百万年的斗争中,生殖细胞进化形成了一类长度仅24~32碱基的小RNA,被称为piRNA,可以抑制转座子的转座行为。如果说抗生素是有机体抵抗细菌入侵的强力武器,那么piRNA是病毒入侵后,生殖细胞产生的“护卫队”,但其应对病毒入侵的机制仍然不得而知。

KoRV是一种γ逆转录病毒,不仅可以感染个体的基因组内转座,还可以感染其他个体(种群内的“水平”转移),并且遗传给子代(“垂直”转移)。KoRV在考拉中活跃表达并正在横扫整个澳大利亚的考拉种群。研究人员确认了KoRV平行且高效地入侵不同考拉个体的方式,并发现 KoRV在利用考拉进行自身增殖的过程中,会形成两类转录本。一类转录本会被剪切,编码病毒外壳;另一类转录本则不剪切,编码病毒核心元件。在考拉的生殖细胞中,这一类不被剪切的转录本,被“策反”成功,加工成了piRNA,成为清扫KoRV病毒入侵的主力军。由于这些piRNA的序列与KoRV基因的序列相同,被称为正向piRNA,从昆虫到后生哺乳动物,这种正向piRNA普遍存在。

研究人员表示,“绕过剪切”是一个在进化上保守的分子特征,可能是生殖细胞将病毒转录本“策反”成正向piRNA“护卫队”的关键。绕过剪切的策反机制相当于机体的“初级”免疫应答。正向piRNA会进一步指导反义piRNA(互补链)的生产,在生殖细胞中建立序列特异性的“次级”免疫应答。通过“初级”免疫应答降低病毒的增殖速度,并通过“次级”免疫应答中和病毒的毒性,宿体有效地抑制病毒的入侵,并维持基因组的稳定性。(来源:中国科学报 黄辛 冯丽妃

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.09.002

 
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