由于匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)自20世紀(jì)70年代以來(lái)未觸及的流感基因組結(jié)構(gòu)模型畢竟不是那么完美，因此對(duì)流感病毒的科學(xué)教科書(shū)描述即將進(jìn)行改版。這一發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)上以及即將出版的“ 核酸研究 ”雜志的印刷版中報(bào)道，揭示了病毒包裝其遺傳物質(zhì)的方式存在漏洞。當(dāng)一種流感病毒與細(xì)胞內(nèi)的另一種菌株混合時(shí)，這些漏洞使病毒能夠交換遺傳物質(zhì)并產(chǎn)生新的流感病毒株。了解這些漏洞以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔每梢宰尶茖W(xué)家有機(jī)會(huì)更好地預(yù)測(cè)大流行并找到新的方法來(lái)破壞流感病毒。

皮特微生物學(xué)系助理教授，資深作者Seema S. Lakdawala博士說(shuō)：“盡管流感一直困擾著人類數(shù)百年，并且每年冬天都會(huì)造成嚴(yán)重的公共衛(wèi)生威脅，但我們對(duì)流感大流行的了解卻少得驚人。”分子遺傳學(xué)。“我們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)讓人深入了解流感病毒如何不斷發(fā)展，為更好的疫苗和抗病毒藥物打開(kāi)了大門。”

流感是一種使用單鏈核糖核酸(RNA)復(fù)制而不是雙鏈DNA的病毒。流感病毒由保護(hù)性核蛋白結(jié)合的8個(gè)RNA區(qū)段組成。所有八個(gè)RNA片段必須在病毒顆粒內(nèi)聚集在一起才能完全感染。

流感病毒的經(jīng)典模型將這些蛋白質(zhì)涂在RNA上，就像沿著細(xì)繩均勻分布的珠子一樣。然而，20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)模型時(shí)使用的技術(shù)的局限性意味著丟失了獨(dú)特的特征 - 如暴露的RNA環(huán)。因此，教科書(shū)中流感的普遍描述是沿每個(gè)RNA片段的整個(gè)長(zhǎng)度的蛋白質(zhì)的均勻隨機(jī)結(jié)合。

研究病毒如何出現(xiàn)和傳播的Lakdawala與主要作者Nara Lee博士合作，他是皮特微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)系助理教授，專門研究RNA相互作用。如果沿著流感RNA鏈可能存在更“開(kāi)放”的任何區(qū)域，并且因此更能夠與其他RNA區(qū)段結(jié)合以獲得所有八個(gè)區(qū)段的包裝，則兩者都很好奇。他們對(duì)兩種甲型流感病毒(包括2009 H1N1大流行株)使用了一種稱為“通過(guò)交聯(lián)免疫沉淀進(jìn)行RNA的高通量測(cè)序”(HITS-CLIP)的過(guò)程，以更好地了解蛋白質(zhì)與RNA結(jié)合的位置和看看是否有任何“裸”RNA區(qū)域。

Lakdawala說(shuō)：“老實(shí)說(shuō)，我們沒(méi)想到會(huì)找到任何東西，因?yàn)槲覀兌紝W(xué)會(huì)了'串起來(lái)的'珠子'病毒RNA的描述。” “但是，令人驚訝的是，有幾個(gè)區(qū)域的RNA不受核蛋白的束縛。這一發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。”

與經(jīng)典模型相反，Lakdawala和Lee發(fā)現(xiàn)存在富含蛋白質(zhì)涂層的RNA區(qū)域以及其他暴露的區(qū)域，并且可能在重配期間與其他病毒RNA結(jié)合成熟，或者在流感病毒之間交換基因組材料。進(jìn)化生物學(xué)專家Vaughn Cooper博士是皮特微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)系的副教授，他指導(dǎo)全皮特團(tuán)隊(duì)探索這些循環(huán)如何塑造自然界和正常流感季節(jié)的病毒進(jìn)化。

該團(tuán)隊(duì)正在尋找?guī)讉€(gè)潛在的研究機(jī)會(huì)，包括預(yù)測(cè)不同流感病毒可以共享遺傳物質(zhì)以制造新病毒的方式。了解這一點(diǎn)可能會(huì)讓科學(xué)家們了解最有可能引發(fā)流感大流行的重組，并讓公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在制定有針對(duì)性的疫苗方面做好準(zhǔn)備。也有可能利用暴露的RNA來(lái)使病毒不易傳播和致命。

“基于這一發(fā)現(xiàn)突然讓所有這些研究可能性開(kāi)放真是令人興奮，”Lakdawala說(shuō)。“沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)的原因是因?yàn)槲覀兌颊J(rèn)為50年前對(duì)基因組架構(gòu)的研究是理所當(dāng)然的，這種研究看起來(lái)非常好并且有一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋，這就是完整的故事。它表明，如果我們不這樣做不斷重新審視和質(zhì)疑科學(xué)教條，我們可能會(huì)錯(cuò)過(guò)一個(gè)很大的機(jī)會(huì)。“