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单个核苷酸改变使细胞产生两种不同形式的HIV RNA

科学家对人体免疫缺陷病毒(HIV)结构的新研究发现,一种有望用于治疗HIV感染的新型药物靶标。

该发现发表在《科学》杂志上,表明病毒感染的细胞可以以两种不同的方式读取该病毒的遗传密码。结果是被感染的细胞产生两种不同形式的病毒RNA。

HIV已影响了全球超过4000万人。

这项研究的主要作者约书亚·布朗说:“这种功能多样性对于病毒在体内的复制至关重要。该病毒必须在两种形式的RNA之间保持适当的平衡。几十年来,科学界一直知道存在两种不同的HIV RNA结构形式,他们只是不知道是什么控制了这种平衡。我们发现,单个核苷酸正在产生巨大的影响,这是理解艾滋病毒如何工作的一个范式转变。”

至关重要的是,“从理论上讲,您可以想象,如果您想出一种针对该特定位置的遗传密码并将其仅转变为一种形式的药物,那么从理论上讲,它就可以防止进一步的感染。”

新轨迹

UMBC大三学生Issac Chaudry说:“我们目前正在研究测试可以改变两种形式之间平衡的不同分子,以便研究出被用作治疗HIV的药物。”

这项激动人心的工作来自由迈克尔·萨默斯(Michael Summers),罗伯特·E·迈耶霍夫(Robert E.Meyerhoff)杰出研究与指导与杰出大学教授兼UMBC领导的研究小组。萨默斯数十年来一直在进行有关艾滋病毒的开创性研究。该小组的研究重点是基础科学。

布朗说:“发现药物并不是萨默斯实验室的研究方向,但这是在非常有吸引力的领域中,如此具有影响力的发现,我们主动开始对其进行研究。但我们仍处于起步阶段。”

对更多患者的更有效治疗

得益于过去几十年来对HIV的大量研究,如今AIDS已成为可控制的疾病。但是,现有的疗法可能会产生副作用,药物治疗方案可能很复杂,并且对于肝脏或肾脏问题的患者,治疗选择可能会受到限制。

许多疗法,即使它们以单一药丸的形式出现,也包含针对病毒复制周期不同部分的几种药物。这是必要的,因为由RNA构成的HIV遗传密码会快速突变。这使病毒可以适应当前的HIV治疗并对其产生抗药性。如果患者中药物靶向的区域发生突变,则该药物可能不再对他们有效。通过一次使用几种药物,使用多种药物组合更有可能保持更长的治疗时间。

但是这项新研究关注的HIV RNA基因组区域是“高度保守的”。2019年UMBC毕业生Ghazal Becker解释说,这意味着突变率低于基因组中的其他位置。她说,结果是针对该区域的药物更有可能长期有效。

这也就是说,如果治疗保守区域位点,可能意味着一种药物就足够了,而不是需要几种药物才能完成抑制病毒的工作。如果您的目标是一个保守的地区,您可能会提出仅使用一种药物的治疗计划,”现任马里兰大学医学博士,2018年UMBC毕业生Aishwarya Iyer说。“它可能具有较少的副作用,并且可以为患有不同健康状况的人提供更多的治疗选择。”

扩大研究范围

这项新的研究为布朗的研究小组和其他人打开了一系列机会。布朗说:“我们很开心地看到其他实验室将测试验证我们的结果,扩大研究范围,并可能找到这种RNA功能的其他应用。”

这些对未来结果的任何新疗法都可能产生重大影响。“每次获得艾滋病毒新药时,我们都会成倍地增加人们发现一种对他们有用的药物的机会,在这种情况下抗药性的可能性会降低,每当有新药出现时,这都会大大改善艾滋病毒患者的生活。”2017 UMBC校友汉娜·卡特(Hannah Carter)说,密西根大学的学生,论文的作者。

该研究也可能产生超出艾滋病毒的影响。卡特补充说:“一些艾滋病研究为我们理解冠状病毒奠定了基础。艾滋病毒的所有基础科学最终都会在整个病毒学领域产生连锁反应。”

波纹效应可能会更远。Chaudry说:“单个核苷酸差异改变了数千个核苷酸长的RNA的结构和功能的想法可能会打开细胞生物学的一个全新的方面。可能有一些哺乳动物基因以类似的方式运作,并且整个机制可能也适用于其他人类基因。我认为整个范式可以为RNA生物学提供新的视角。”

本文来源:

“Structural basis for transcriptional start site control of HIV-1 RNA fate” Science (2020). https://science.sciencemag.org … 1126/science.aaz7959

原创文章,作者:无艾网管理者,如若转载,请注明出处:https://5hiv.cn/10016.html

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