重磅：科學家發現艾滋病毒控制細胞的機制，可以控制病毒的活躍或潛伏狀態

幹細胞是一種具有無限可能性的細胞。因此，數十年來，科學家們一直困惑著幹細胞如何決策繼續分化，或者分化成特定的細胞類型，如心肌細胞或腦細胞。

艾滋病毒有著同一類型的決策。當病毒感染細胞時，它可以控制細胞分化的開關，促使細胞開始成倍轉錄病毒基因，或關閉保持自己的基因休眠，以便它可以隱藏在宿主細胞中，直到後期找機會激活自己。

引言

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通過在高風險，高收益的股票和其他低風險低收益儲蓄賬戶中放置一些資金來分散投資，有助於防止市場波動。同樣，生物中也有很多類似得行為，艾滋病毒通過產生活躍的病毒和休眠的病毒庫來抵禦不穩定的環境。

格拉德斯通研究所中心主任溫伯格（Leigh S. Weinberger）博士說。

」

如果艾滋病病毒在這兩種狀態之間是隨意切換的，那麼它如何穩定保持在一個狀態呢？

溫伯格的實驗室現在已經回答了這個長期存在的問題，並且可能揭示了生物系統如何做出這樣的決定。他們的發現今天在著名的科學雜誌《Cell》上發表。

病毒控制系統發揮其優勢

艾滋病病毒從保持活動狀態和休眠或潛伏狀態中受益。

活動狀態允許病毒傳播並感染更多細胞，而處於潛伏狀態的病毒可以長時間隱藏而存活。雖然活性病毒可被抗病毒藥物殺死，但潛伏病毒庫處於等待狀態，並在藥物停止時迅速恢復活性。由於潛伏病毒庫無法通過目前的療法治療，因此它代表了治癒艾滋病的主要障礙。

溫伯格的研究小組以前曾表明，艾滋病病毒通過利用基因表達的隨機波動產生這兩類感染。

溫伯格實驗室的博士後研究員邁科漢森（Maike Hansen）說：「即使兩個細胞在遺傳基因上相同，一個可以產生大量的蛋白質，但另一個細胞的產量可能會少得多。 這些隨機波動，稱為噪音，可以決定細胞的命運和功能，HIV使用噪音產生活躍的和潛伏的病毒。」

為了表達它的基因，HIV使用了一種稱為選擇性剪接的機制，它基本上允許病毒切割其部分基因組並將它們排列成不同的組合。研究人員通過觀察單個細胞隨著時間的推移發現，HIV劫持了一種奇特的剪接形式來調整隨機噪音。 這種噪音調整決定了病毒是否會保持穩定的活躍或潛伏狀態。

「我們發現艾滋病毒使用特別低效的剪接形式來控制噪音，」漢森補充說。 「令人驚訝的是，如果這種機制有效地發揮作用，這種機制會產生更少的活性病毒，但通過效率低下的流程看似浪費能源，艾滋病實際上可以更好地控制其保持活躍的決定。」

溫伯格的團隊使用數學建模，成像和遺傳學的組合來表明這種類型的選擇性剪接發生在轉錄後，在此期間DNA中的遺傳信息被複制到稱為RNA的分子中。以前，科學家們認為拼接與轉錄同時發生。這項研究代表了剪接是轉錄後的第一個功能。

艾滋病治療策略的未探索目標

這項研究表明，艾滋病毒的目的是保存一個非常低效的過程，並且通過糾正它，科學家可以嚴重傷害病毒。這些發現可以揭示新型HIV治療策略發展的未知目標。

溫伯格是加州大學舊金山分校藥物化學教授，他說：「剪接迴路可能給我們提供一種以不同方式治療病毒的機會。 有一段時間以來，有人建議在延遲時間內」鎖定「艾滋病病毒，阻止艾滋病病毒再次激活，但如何做到這一點還不清楚。」

研究人員現在可以通過利用病毒的剪接迴路並實現「鎖定和阻斷」療法，不斷強制艾滋病病毒進入潛伏狀態。

這正是功能性治癒的標準

通過揭示一種新的基本機制，這項研究在生物學中也具有更廣泛的意義。在10-20％的基因中可能發生低效剪接。因此，這種迴路通常可以用於最小化基因表達中的隨機波動，並且可以解釋其他生物決策是如何穩定的。

原 文 出 處

Scientists discover a mechanism through which HIV determines the fate and function of cells

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