科學家發現人類抗病毒基因的真實機制原理

科學家發現人類抗病毒基因的真實機制原理

多年來人們已經知道,人類和其他哺乳動物擁有一種名為RSAD2的抗病毒基因,可防止一系列顯著的病毒繁殖。 現在,Montefiore的部分Albert Einstein醫學院的研究人員已經發現了該基因成功的秘訣:它編碼的酶產生一種能阻止病毒複製的化合物。 在今天的在線版《Nature》中描述的新發現的化合物為攻擊許多致病病毒提供了一種新方法。

“研究負責人生物化學教授、生理學教授、生物物理學教授以及Wollowick家族基金會多發性硬化症主席Steven C. Almo博士說:”大自然為我們提供了創建強大而安全的抗病毒化合物的模板。和愛因斯坦的免疫學。”

愛因斯坦和賓夕法尼亞州立大學的Almo博士及其同事發現,稱為ddhCTP的化合物破壞了寨卡病毒的複製機制。下一步是測試化合物對抗各種病毒。

Almo博士預測,對ddhCTP的修改可能會使其更加強大。此外,他說,“基於這種化合物的藥物可能具有良好的安全性,我們已經與ddhCTP一起生活了數百萬年,並且很久以前就開發了防止其干擾我們自身細胞複製的機制。” Tyler Grove博士是Almo博士實驗室的研究助理教授。Anthony Gizzi博士,他獲得博士學位。來自5月份的愛因斯坦,是該研究的共同主要作者。

發現病毒如何被擊敗的

被病毒和其他病原體感染的哺乳動物細胞釋放稱為干擾素的信號蛋白。干擾素反過來觸發數百個基因的表達 - 其中一個是RSAD2,編碼viperin的基因(簡稱“病毒抑制蛋白,內質網相關,干擾素誘導型”)。研究表明,viperin的表達抑制廣譜的致病病毒,包括丙型肝炎,狂犬病和HIV-1。

研究人員已經提出了幾個關於viperin如何發揮其抗病毒作用的理論,但是它的行為究竟是一個謎。新研究表明,viperin催化胞嘧啶核苷三磷酸(cytidine triphosphate,CTP)轉化為其他與其結構相似的化合物(類似物)——核苷酸ddhCTP。這種從未被描述過的分子具有強大的抗病毒複製能力。

許多病毒依賴CTP構築新遺傳物質(DNA或RNA)鏈,將CTP轉化為ddhCTP的神操作,相當於絆住了病毒複製基因組的能力。儘管類似物的結構與CTP僅略有不同,但差異足以使病毒停止複製。

接下來,Almo博士和賓夕凡尼亞州立大學的同事通過實驗證實,ddhCTP能有效抑制三種不同品系的寨卡病毒複製。“根據酶學研究,”Almo博士說。“我們認為ddhCTP有能力抑制所有黃病毒(flaviviruses)在體內肆意擴散,包括寨卡病毒、登革熱病毒、西尼羅河病毒、黃熱病、流行性乙型腦炎和丙型肝炎病毒。”

有前途的新藥平臺

ddhCTP似乎屬於一種“全新的抗病毒藥物設計骨架,”Almo博士說。“我們希望能通過創建該分子的變體讓它的效果更明顯。這些藥物屬於天然存在的分子,所以與人工核苷酸類似物不同,它們可能不存在脫靶效應(off-target effects),從而在有效的基礎上最大程度地避免毒性。”


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