一旦病毒被破壞將細胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)
新研究,由第一年博士開創(chuàng)。圣安德魯斯大學生物學院的學生和研究人員已經(jīng)確定了CRISPR基因組工程工具包的一個重要新組件,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),主要針對病毒感染的細胞水平防御以及一旦病毒被破壞后將細胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)的能力。由圣安德魯斯生物醫(yī)學科學研究中心(BSRC)的Malcolm White教授領(lǐng)導的研究團隊取得了突破性進展,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),其存儲用于提供針對未來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)計基因組以對抗感染和疾病。
人類使用干擾素途徑來指示感染并動員防御。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個連接的腺苷一磷酸(AMP)分子組成,與干擾素一樣,是將細胞推入抗病毒狀態(tài)的信號分子。他們通過激活一系列降解酶來破壞入侵的病毒并提供免疫力。但是,如果長時間處于激活狀態(tài),電池也會死亡。為了避免這種命運,預(yù)測細胞具有分子“關(guān)閉開關(guān)”,一旦感染被清除就會去除環(huán)分子。
當他開始學習時,第一年獲得博士學位。學生Januka Athukoralage開始尋找難以捉摸的“關(guān)閉開關(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)閉開關(guān)”如何將細胞恢復(fù)到未感染狀態(tài)。
Malcolm White教授說:“環(huán)狀信號傳導機制是CRISPR系統(tǒng)的一個重要組成部分,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部分。由于小團隊的共同努力和專業(yè)知識,這一突破是可能的。我想承認Drs Christophe Rouillon,Shirley Graham的重要貢獻。和SabineGrüschow參加這項研究。“
目前正在進行進一步研究以了解環(huán)信號系統(tǒng)如何在細胞中發(fā)揮作用。
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