新發(fā)現(xiàn)提高了病毒學(xué)的基本模型

科學(xué)家已經(jīng)證明病毒基因組的不同部分可以存在于不同的細(xì)胞中，但它們共同作用導(dǎo)致感染。發(fā)表在開放獲取期刊eLife上的研究結(jié)果提出了一種病毒學(xué)基本模型，病毒基因組進(jìn)入并在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，然后繼續(xù)在另一個(gè)細(xì)胞中復(fù)制。

多部分病毒是有趣的病毒系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兊幕蚪M被分成幾個(gè)片段，每個(gè)片段都包含在一個(gè)獨(dú)特的病毒顆粒中。長(zhǎng)期以來人們一直認(rèn)為，所有基因組區(qū)段必須一起從一個(gè)細(xì)胞移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞以引起感染。但新的研究表明情況并非如此。

“傳播期間多方病毒丟失必需基因組片段的可能性估計(jì)很高，其成功引起感染的能力一直是個(gè)謎，”第一作者，國(guó)家研究所博士后研究員Anne Sicard說。農(nóng)業(yè)研究(INRA)，法國(guó)。“我們開始測(cè)試一種大膽的可能性：即使它的基因組片段不在單個(gè)細(xì)胞內(nèi)，這種病毒能成功感染宿主嗎?”

為了研究這一點(diǎn)，科學(xué)家研究了蠶豆壞死特技病毒，它有八個(gè)不同的基因組片段，并使用熒光探針檢測(cè)蠶豆植物個(gè)體細(xì)胞中不同病毒片段的存在。有趣的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，不同的細(xì)胞群中最常見的是不同的細(xì)胞。這甚至適用于編碼重要功能的基因組區(qū)段，例如復(fù)制，衣殼化(將病毒DNA包裹在保護(hù)層中的過程)和病毒在細(xì)胞之間的運(yùn)動(dòng)。

這些結(jié)果表明，病毒可以在其基因組區(qū)段出現(xiàn)在不同細(xì)胞中時(shí)發(fā)揮作用，但需要更多證據(jù)。為了進(jìn)一步抵消所有基因組區(qū)段作為單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的單個(gè)系統(tǒng)復(fù)制的可能性，他們?cè)噲D證明這些區(qū)段可以獨(dú)立地在不同細(xì)胞中累積。他們用紅色和綠色熒光標(biāo)記了負(fù)責(zé)復(fù)制和衣殼化的片段，并測(cè)量了不同細(xì)胞中的量，以確定該片段中一個(gè)片段的積累是否依賴于另一個(gè)片段。他們發(fā)現(xiàn)在感染的早期或晚期兩個(gè)不同部分的數(shù)量之間沒有聯(lián)系，表明這些部分的積累是獨(dú)立的。

為了理解這些發(fā)現(xiàn)，他們認(rèn)為即使在其基因組區(qū)段不存在的情況下，病毒功能也可以在細(xì)胞中起作用。為了測(cè)試這一點(diǎn)，他們專注于負(fù)責(zé)復(fù)制的基因組片段(R)并搜索其編碼的分子--M-Rep - 在細(xì)胞中復(fù)制另一個(gè)片段(S)。盡管片段R僅在少數(shù)這些細(xì)胞中可檢測(cè)到(約40%)，但其產(chǎn)物M-Rep的發(fā)現(xiàn)率接近85%。這表明M-Rep蛋白本身或構(gòu)成它的基因組區(qū)段的轉(zhuǎn)錄物在存在片段R的細(xì)胞中產(chǎn)生，然后傳播到宿主的其他細(xì)胞。

“總的來說，我們已經(jīng)證明病毒基因組的不同部分不一定在單個(gè)宿主細(xì)胞內(nèi)，并且細(xì)胞中一個(gè)基因組片段的積累完全獨(dú)立于其他細(xì)胞的積累，”資深作者StéphaneBlanc，研究結(jié)束INRA主任。“可以想象，這種'多細(xì)胞'生活方式可以在眾多病毒系統(tǒng)中被采用，并為病毒學(xué)開辟了一個(gè)全新的研究視野。”

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