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      攜帶病毒的黑寡婦蜘蛛毒素DNA被發(fā)現(xiàn)
      
			
      
				2019-01-12 10:48:39
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      一種微小的病毒，可能像黑寡婦蜘蛛一樣刺痛。這是一對(duì)范德比爾特生物學(xué)家在對(duì)攻擊沃爾巴克氏體的病毒基因組進(jìn)行測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)的驚人發(fā)現(xiàn)之一，沃爾巴克氏體是一種細(xì)菌寄生蟲，不僅成功感染了黑寡婦蜘蛛，還成功感染了一半以上的節(jié)肢動(dòng)物，包括昆蟲，蜘蛛和甲殼類動(dòng)物。
      

      攜帶病毒的黑寡婦蜘蛛毒素DNA被發(fā)現(xiàn)
      

      “發(fā)現(xiàn)與黑寡婦蜘蛛毒素基因相關(guān)的DNA令人驚訝，因?yàn)檫@是第一次發(fā)現(xiàn)噬菌體 - 感染細(xì)菌的病毒 - 攜帶動(dòng)物樣DNA，”生物科學(xué)副教授Seth Bordenstein說道。 。他和高級(jí)研究專家Sarah Bordenstein于10月11日在Nature Communications雜志上發(fā)表的題為“Wolbachia的噬菌體WO基因組中的真核生物關(guān)聯(lián)模塊”的論文中報(bào)道了他們的研究結(jié)果。
      

      正常情況下，噬菌體，如他們研究的WO噬菌體，攜帶的特殊基因可以打破并打敗它們靶向的原核細(xì)菌細(xì)胞的防御。但在這種情況下，“與黑寡婦蜘蛛毒素基因相關(guān)的DNA部分在噬菌體中完整無缺，”Bordenstein說。“還有證據(jù)表明噬菌體會(huì)產(chǎn)生殺蟲毒素，但我們還不確定這些毒素是如何被利用和管理的。”
      

      科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，WO與動(dòng)物基因組共享許多其他DNA片段。這些包括在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的真核細(xì)胞用于感測(cè)病原體的序列，其也參與觸發(fā)細(xì)胞死亡。此外，細(xì)胞還有幾種基因可以逃避免疫反應(yīng)。“這些序列更典型的是真核病毒，而不是噬菌體，”Bordenstein評(píng)論道。
      

      他推測(cè)，WO在這方面的特殊原因是由于其目標(biāo)的生命歷史。一旦Wolbachia感染宿主節(jié)肢動(dòng)物，它就會(huì)將自己包裹在節(jié)肢動(dòng)物的一層膜上。結(jié)果，噬菌體必須強(qiáng)行穿過這些真核細(xì)胞膜才能進(jìn)入或逃脫。
      

      “我們懷疑它會(huì)在圍繞沃爾巴克氏體的節(jié)肢動(dòng)物細(xì)胞的膜上形成毛孔，從而使噬菌體能夠克服圍繞它的細(xì)菌和節(jié)肢動(dòng)物膜。這可能就是它如何使用這些蛋白質(zhì)”他說。
      

      他們的測(cè)序和生物信息學(xué)工作也使Bordensteins能夠鑒定噬菌體WO用于將其基因組插入沃爾巴克氏體染色體的基因序列。該信息可提供可用于遺傳工程改造細(xì)菌的基本工具包。
      

      這種能力可用于加強(qiáng)使用Wolbachia對(duì)抗登革熱和寨卡病毒的持續(xù)努力。事實(shí)證明，Wolbachia可以防止這些病毒在傳播它們的埃及伊蚊中繁殖。用Wolbachia感染和傳播蚊子已經(jīng)在澳大利亞，巴西，哥倫比亞，印度尼西亞和越南成功進(jìn)行了實(shí)地測(cè)試。
      

      與其他方法相比，使用細(xì)菌寄生蟲有兩個(gè)潛在的優(yōu)勢(shì)：它不依賴于有毒化學(xué)物質(zhì)，一旦引入，細(xì)菌迅速傳播通過蚊子群并自我維持。“遺傳工程Wolbachia的能力可能會(huì)導(dǎo)致插入導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生特性的基因，從而提高使用沃爾巴克氏菌對(duì)抗登革熱和寨卡病毒的效果。它還可用于對(duì)抗其他農(nóng)業(yè)害蟲，”生物學(xué)家說。
      

      15年前，Bordenstein開始研究WO，因?yàn)樗芎闷孢@種病毒是如何在像Wolbachiathat這樣的共生細(xì)菌中生存和繁殖的，這種細(xì)菌具有非常小的基因組。“當(dāng)時(shí)，我的一些同事問我為什么要研究這樣一個(gè)不起眼的話題，”他回憶說。
      

      幾年前，Bordenstein和他的同事認(rèn)為他們已經(jīng)回答了涉及噬菌體的主要科學(xué)問題，但他們決定為了完整性而對(duì)其基因組進(jìn)行測(cè)序。他們不知道他們的分析會(huì)產(chǎn)生能夠提供病毒學(xué)新見解的信息，并可能有助于減少或消除許多疾病，這些疾病已經(jīng)困擾了人類數(shù)千年。
      
			

			
        
      
			
      
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