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      研究人員發(fā)現(xiàn) 酵母基因迅速發(fā)展為攻擊病毒
      
			
      
				2019-01-12 11:24:27
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      幾千年來，人類一直在使用釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)酵母進行烘焙，釀造和釀酒。愛達(dá)荷大學(xué)和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的新研究揭示了酵母物種可以幫助我們物種的另一種方式：通過展示病毒如何與宿主相互作用，以及宿主如何進化來反擊。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn) 酵母基因迅速發(fā)展為攻擊病毒
      

      UI科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)助理教授Paul Rowley和科羅拉多大學(xué)博爾德分校Bioofrontiers研究所分子，細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)副教授Sara Sawyer發(fā)現(xiàn)了釀酒酵母中的一個基因和多個其他酵母屬酵母物種似乎迅速進化以識別和摧毀攻擊性病毒。
      

      這一發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因為這種名為XRN1的基因與免疫力無關(guān)。研究人員表示，相反，它會構(gòu)建一種“管家”蛋白質(zhì)，幫助細(xì)胞清除舊分子。
      

      “進化實際上可以塑造這些必需蛋白質(zhì)并重定向它們以干擾病毒復(fù)制，”Rowley說。“有趣的是，認(rèn)為非免疫蛋白在病毒防御中起著重要作用。展望未來，看到有多少其他必需蛋白質(zhì)作為抗病毒因子進行兼職，這將是一件非常有趣的事情。”
      

      幾乎所有涉及食品和飲料制造的酵母以及許多其他酵母都長期感染病毒。這些病毒將其遺傳信息保存在RNA中，RNA也是酵母和所有其他生物中的重要遺傳分子。
      

      “病毒通常在它們感染的宿主中非常特異。當(dāng)一種物種的病毒進化出感染另一種物種的能力時，像寨卡病這樣的新疾病就會出現(xiàn)。”Sawyer說。
      

      “我們已經(jīng)展示了一種尋找宿主基因的方法，這些基因可以保護病毒，使它們很難感染新物種。通過這項研究，現(xiàn)在已經(jīng)證明該方法可以從酵母到人類，”她說。
      

      XRN1使得該功能類似于蛋白質(zhì)垃圾處理在酵母細(xì)胞，打破了小區(qū)的老RNA。但通過遺傳改變酵母細(xì)胞，科學(xué)家已經(jīng)證明XRN1蛋白也可以分解病毒RNA。
      

      “人們看到，如果你移除XRN1，病毒會在細(xì)胞內(nèi)以非常高的水平復(fù)制，”Rowley說。“如果我們以高水平表達(dá)XRN1，它將完全敲除病毒。我們可以治愈病毒酵母。”
      

      科學(xué)家普遍認(rèn)為，XRN1蛋白并非特異性地靶向病毒RNA，只是巧合地抓住它，好像它是需要處置的酵母RNA一樣。然而，Rowley和Sawyer發(fā)表在PLoS Pathogens期刊上的新研究證明，XRN1正在專門用于對抗病毒。
      

      Rowley使用遺傳分析工具檢測所有已知的酵母菌酵母中的XRN1，發(fā)現(xiàn)它正在快速變化，比偶然預(yù)期的要快得多。為了測試它是否真的對病毒做出反應(yīng)，Rowley和Sawyer去除了這個基因并將XRN1換成了其他酵母菌種。
      

      “當(dāng)我們從不同的物種中放入XRN1時，突然病毒開始迅速增長。就好像我們完全刪除了XRN1，”Rowley說。“挑戰(zhàn)來自不同物種的XRN1對抗他們從未遇到的病毒，就好像他們對此視而不見。”
      

      另一方面，XRN1的管家功能很好地表明XRN1在每種酵母菌種中的進化方式不同，以針對感染它們的特定病毒，同時仍然保持細(xì)胞垃圾處理的重要作用。
      

      Rowley說，除了提供理解宿主 - 病毒相互作用的“遺傳軍備競賽”的模型之外，他和Sawyer的研究結(jié)果也適用于人類健康。
      

      XRN1是一種進化上古老的基因，存在于從酵母到人類的物種中。它在人體中具有相同的RNA處理功能，并且還可以分解病毒RNA。事實上，一些人類病毒靶向XRN1：脊髓灰質(zhì)炎使其降解，導(dǎo)致丙型肝炎的病毒阻止它攻擊其RNA。
      

      進一步探索： 蠕蟲指向病毒策略
      
			

			
        
      
			
      
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