我們體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都像一個(gè)小工廠一樣，使用CEO辦公室保存的謹(jǐn)慎指示制作專門的產(chǎn)品。但每隔一段時(shí)間，一個(gè)入侵者試圖進(jìn)入并劫持整個(gè)作品，通過工業(yè)間諜和敵意收購的組合。如果成功進(jìn)入首席執(zhí)行官辦公室 - 核心計(jì)劃保留的核心 - 事情永遠(yuǎn)不會對原始工廠結(jié)束。

科學(xué)家仍然不知道病毒如何在不被工廠保安人員抓住的情況下完成這一壯舉。但密歇根大學(xué)的一項(xiàng)新研究揭示了一種最神秘的類型，即多瘤病毒的重要線索。

這些發(fā)現(xiàn)可能有助于尋找針對多瘤病毒引起的問題的新療法或預(yù)防策略，包括稱為Merkel細(xì)胞癌的致命皮膚癌，以及來自器官移植和癌癥治療的免疫系統(tǒng)較弱的人的致命問題。

劫持叉車

UM團(tuán)隊(duì)在Nature Communications上發(fā)表了一篇關(guān)于一種工廠接管的調(diào)查結(jié)果，這些調(diào)查實(shí)際上愚弄了這個(gè)細(xì)胞，建立了一個(gè)可以讓多瘤病毒靠近CEO辦公室的門口。還有幾個(gè)步驟，它可以接管整個(gè)工廠。

“我們的研究結(jié)果表明，多瘤病毒劫持了一種細(xì)胞分子馬達(dá)，其正常工作是運(yùn)輸貨物，并用它來建立一個(gè)滲透點(diǎn)或門戶，”密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育系博士Billy Tsai博士說。與博士后研究員Madhu Sudhan Ravindran合作的生物學(xué)博士。和其他人做出這個(gè)發(fā)現(xiàn)。

那種叫做kinesin-1的馬達(dá)就像工廠里的叉車一樣。每個(gè)驅(qū)動(dòng)蛋白-1分子沿著稱為微管的微小硬路徑傳播，帶來大量蛋白質(zhì)，它們需要進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以構(gòu)建產(chǎn)品。

但根據(jù)研究小組的最新發(fā)現(xiàn)，每個(gè)多瘤病毒顆粒都會欺騙這些叉車中的一些，從而帶來病毒需要建造自己的門。一旦建成，那扇門就會進(jìn)入CEO辦公室外面的候診室 - 靠近核心的牢房內(nèi)的區(qū)域。

“從細(xì)胞的角度來看，這是一個(gè)溫和的過程，”Ravindran補(bǔ)充道。“只有少數(shù)病毒顆粒最終會成功 - 但一旦它們存在，它們就可以到達(dá)原子核，讓一小群盜賊松動(dòng)。”

幾十年來，世界各地的科學(xué)家們研究了多瘤病毒，但沒有人能夠弄清楚它是如何實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵步驟的 - 直到現(xiàn)在。

這些新發(fā)現(xiàn)是否有助于更好地預(yù)防或治療Merkel細(xì)胞癌或影響器官移植受者，HIV / AIDS患者和癌癥幸存者的其他多瘤病毒?

Tsai說，現(xiàn)在還為時(shí)過早，他是Corydon Ford大學(xué)教授，也是密歇根大學(xué)生物科學(xué)學(xué)者項(xiàng)目的成員。但他指出，一些制藥公司已經(jīng)建立藥物旨在阻止其他細(xì)胞電機(jī)和保持腫瘤細(xì)胞的分裂。.

更多關(guān)于這項(xiàng)研究

為了進(jìn)行這項(xiàng)研究，Tsai和Ravindran與密歇根大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)臨時(shí)主席Kristen Verhey博士及其博士后研究員Martin Engelke博士合作。他們開發(fā)了專門的工具，使研究人員能夠看到細(xì)胞內(nèi)微管和其他結(jié)構(gòu)“骨架”元素的活動(dòng)。

研究小組使用感染猴子但不感染人的多瘤病毒 - 稱為SV40 - 并研究它是如何與包裹內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或ER的膜相互作用的。

如果一個(gè)單元是一個(gè)工廠，并且核心是老板的辦公室，其中包含工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品的“藍(lán)圖”，那么ER就是工廠車間。這是管理層的訂單得到處理的地方，產(chǎn)品從原材料制成并打包進(jìn)入下一步的地方。

科學(xué)家已經(jīng)知道多瘤病毒通過在工廠墻壁上鎖定進(jìn)入我們的細(xì)胞 - 并且直接進(jìn)入ER的內(nèi)臟容器中運(yùn)輸。就像他們跳進(jìn)郵件車并直接騎到工廠車間一樣。

但是一旦進(jìn)入急診室，病毒似乎就被困住了。與某些類型的病毒不同，多瘤病毒在其堅(jiān)硬的內(nèi)殼周圍沒有膜 - 一種可以與ER膜結(jié)合并讓它們逃逸的膜。

新的研究顯示了他們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)這一壯舉：通過與ER膜中的蛋白質(zhì)結(jié)合，并用它來召喚驅(qū)動(dòng)蛋白-1叉車和它們可攜帶的某些物品。

如果足夠的病毒顆粒在某個(gè)區(qū)域發(fā)生這種情況，他們就可以創(chuàng)建一個(gè)可以穿透ER膜的部位 - 這是UM研究人員所稱的“焦點(diǎn)”。

雖然許多驅(qū)動(dòng)蛋白分子沿著從ER到細(xì)胞外緣的直微管行進(jìn)，但研究人員還表明，驅(qū)動(dòng)蛋白-1尤其喜歡沿著微管移動(dòng)，微管彎曲并彎曲以保持在細(xì)胞核附近。這使得它成為構(gòu)建“聚焦”點(diǎn)并允許病毒逃離ER進(jìn)入細(xì)胞核附近空間的理想選擇。

多瘤病毒不是唯一缺乏包膜或膜的病毒，它們可以使它們更容易與我們細(xì)胞自身的外膜和ER膜結(jié)合。

乳頭瘤病毒 - 引起許多宮頸癌病例 - 和脊髓灰質(zhì)炎病毒是其他無包膜病毒，也必須找到破壞細(xì)胞和ER膜的方法。病毒太大，無法使用現(xiàn)有的開口。因此，新研究也可能有助于理解它們。

他們召喚這些叉車的確切方式仍然不明確，但Tsai和Ravindran正在努力尋找它。

他們還在研究如何成功地走出ER膜的多瘤病毒如何滲透到首席執(zhí)行官的辦公室 - 核心 - 并注入自己的遺傳物質(zhì)。這允許病毒劫持工廠制作自己的副本，然后自毀以將這些新病毒送入體內(nèi)。

“只有少數(shù)粒子最終成功，只有百分之一到二的粒子到達(dá)最終目的地，”蔡說。“他們必須能夠在不破壞驅(qū)動(dòng)蛋白-1的正常功能的情況下做到這一點(diǎn)?，F(xiàn)在我們明白這一點(diǎn)，我們的目標(biāo)應(yīng)該是找到一種方法來破壞這種特定類型的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)，而不會傷害受感染的細(xì)胞。”