發現艾滋病毒保持休眠狀態的分子機制將使病毒處於永久休眠狀態

這項研究由加利福尼亞州舊金山格拉德斯通研究所的一個團隊領導，該文章現在發表在「 細胞」雜誌上。

這些發現還可以解釋生物學中其他地方發生的細胞命運決定 - 例如幹細胞如何決定是否作為幹細胞保留下來，或者在分裂時是否分化成特化細胞，包括腦細胞或心臟細胞。

高級研究作者格萊斯頓研究所細胞電路中心主任Leor S. Weinberger教授將這一過程比作我們在做出金融投資決策時如何「對沖我們的賭注」。

為了「防止市場波動」，我們可能會選擇將某些基金放置在高風險股票中，收益率可能很高，其餘的則處於低風險，低收益的期權。

「同樣，」他解釋說，「 艾滋病病毒通過產生活動性和休眠性感染，在易變的環境中覆蓋其基礎。」

HIV潛伏水庫

一旦它進入人體，HIV就會將其遺傳物質插入「宿主」免疫細胞的DNA中。這樣做可以讓艾滋病毒強制細胞的機器製造病毒的副本。

然而，一些艾滋病毒感染的免疫細胞進入休眠或潛伏狀態，不會產生新的病毒。艾滋病病毒可以長時間藏在這個「 潛伏水庫 」中。

目前的艾滋病治療對於減少體內活性病毒的量非常有效。然而，他們不擅長處理休眠的艾滋病毒，只要停止治療就可以重新激活。這是我們還不能治癒艾滋病的主要原因之一。

在之前的工作中，Weinberger教授和他的同事們表明，艾滋病毒潛伏期「 不是偶然事件 」，而是故意的「生存策略」。

這種策略對於病毒來說是「進化上有利的」，因為在艾滋病病毒進入人體的地方，沒有很多免疫細胞可以侵入，如果它們全部活躍而殺死它們，就不會有任何進行感染。

艾滋病毒利用「基因表達噪音」

通過將其侵入的一些細胞置於潛伏狀態，HIV確保激活可以等待直到那些細胞已經被運送到具有更多靶細胞的組織中，由此確保更高的存活和持續感染的機會。

該研究小組發現，艾滋病病毒能夠通過利用細胞內的正常現象產生活躍或休眠狀態，稱為「基因表達中的隨機波動」。

由於基因表達的隨機波動，科學家們也稱之為「噪音」，具有完全相同基因構成的兩個細胞可產生不同數量的相同蛋白質。這種差異足以影響細胞的「功能和命運」。

HIV利用稱為「選擇性剪接」的機制在宿主細胞內表達其基因，該機制使其能夠切割其遺傳物質並以各種方式組裝它。

基因拼接效率低下

在他們的研究中，研究人員觀察了感染HIV的單個細胞。他們發現病毒使用一種拼接來控制隨機雜訊，以決定宿主細胞的命運 - 無論是活躍還是休眠。

「我們發現，」Weinberger教授小組的研究人員麥克漢森博士說，「我們發現艾滋病毒使用特別低效的剪接形式來控制噪音。」

「令人驚訝的是，如果它的工作效率很高，」她繼續說道，「這種機制會產生更少的活性病毒，但通過效率低下的流程似乎浪費能源，艾滋病實際上可以更好地控制其保持活躍的決定。

在建模，遺傳學和成像工具的幫助下，團隊首次能夠確定HIV生命周期中發生剪接的階段。

他們發現，低效拼接不是在轉錄過程中發生的，而是在之後的過程中發生的。

轉錄是將DNA中的指令複製到RNA中以告訴細胞機器做什麼或製造哪種蛋白質的過程。

該小組得出結論認為，低效拼接過程對病毒的存活至關重要，而提高其效率可能是通過將其永久保持在潛伏狀態來擊敗它的一種方法。

「拼接電路可能讓我們有機會以不同的方式治療病毒。」

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