生殖细胞“护卫队”两级免疫抑制病毒入侵。同济大学客座教授翁志萍与美国马萨诸塞州大学医学院教授william e. theurkauf及澳大利亚昆士兰大学研究员keith chappell合作,通过研究korv入侵考拉基因组,首次成功揭示了从昆虫到后生哺乳动物中普遍存在的pirna对于逆转录病毒侵入机体的应答机制。10月10日,该研究成果发表于《细胞》。
基因组中普遍存在着一类跳跃基因,被称为转座子或跳跃子。它们绝大部分来源于几十万年前甚至数百万年前的病毒入侵。在百万年的斗争中,生殖细胞进化形成了一类长度仅24~32碱基的小rna,被称为pirna,可以抑制转座子的转座行为。如果说抗生素是有机体抵抗细菌入侵的强力武器,那么pirna是病毒入侵后,生殖细胞产生的护卫队,但其应对病毒入侵的机制仍然不得而知。
korv是一种γ逆转录病毒,不仅可以感染个体的基因组内转座,还可以感染其他个体(种群内的水平转移),并且遗传给子代(垂直转移)。korv在考拉中活跃表达并正在横扫整个澳大利亚的考拉种群。研究人员确认了korv平行且高效地入侵不同考拉个体的方式,并发现 korv在利用考拉进行自身增殖的过程中,会形成两类转录本。一类转录本会被剪切,编码病毒外壳;另一类转录本则不剪切,编码病毒核心元件。在考拉的生殖细胞中,这一类不被剪切的转录本,被策反成功,加工成了pirna,成为清扫korv病毒入侵的主力军。由于这些pirna的序列与korv基因的序列相同,被称为正向pirna,从昆虫到后生哺乳动物,这种正向pirna普遍存在。
研究人员表示,绕过剪切是一个在进化上保守的分子特征,可能是生殖细胞将病毒转录本策反成正向pirna护卫队的关键。绕过剪切的策反机制相当于机体的初级免疫应答。正向pirna会进一步指导反义pirna(互补链)的生产,在生殖细胞中建立序列特异性的次级免疫应答。通过初级免疫应答降低病毒的增殖速度,并通过次级免疫应答中和病毒的毒性,宿体有效地抑制病毒的入侵,并维持基因组的稳定性。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.09.002
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