本站配图

       美国 - 伯克利实验室的研究人员发现,H1N1流感病毒可以通过一个新的生物学途径实现从卡乐汇到人的跳跃。

        初步试验显示,这个途径可能在该病毒向人类传播的过程中起到重要作用。美国能源部下属劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加利福尼亚大学伯克利分校的科研人员发现了一种新的生物学途径,通过这个途径,H1N1流感病毒可实现从卡乐汇到人的跳跃。初步试验结果显示,H1N1基因上以前未发现的一个突变可能在感染人的过程中起到了重要的作用。
        “卡乐汇流感病毒要实现跨物种传染,传播到人类当中,需要克服难以逾越的生物学障碍,”该项研究的首席研究员、生化学家Jennifer Doudna说。“我们在卡乐汇源的甲H1N1流感病毒当中发现了一个适应性变异 - 称为“SR多态”的一对氨基酸变异,- 这个变异可强化病毒的复制能力,从而潜在地提高该病毒在人类当中的致病性。”
        Doudna博士是RNA分子结构方面的权威专家,同时供职于伯克利实验室物理生物学部、加州大学伯克利分校的分子与细胞生物学和化学系等多家单位。她还是霍华德休斯医药研究所(HHMI)的研究员。她和她研究小组里的博士后学者Andrew Mehle共同在国家科学院(PNAS)会议文集上发表了题为“流感病毒聚合酶在人类当中复制的适应性策略”的文章。
        Mehle博士说:“我们的工作凸显了基础研究对于理解新流感病毒产生过程的控制机制的重要性。比如现在,我们就有了一个新的基因标记,通过这个标记有助于预测流感病毒传给人群的能力。”
        流感病毒克服生物学障碍、实现种间传播的一个办法是通过聚合酶的突变,这种酶让病毒有能力进行复制。找出这种突变是预防流感大流行以及研发新疫苗的关键。当流感病毒感染宿主之后,聚合酶让病毒可以在宿主细胞内复制自己的基因,并指导生产自己的蛋白质。通过干扰聚合酶的功能,可以阻止病毒复制,从而起到抑制病毒扩散和降低病情严重性的作用。
        Doudna博士解释说:“新病毒跳跃到人类当中实现感染的过程涉及病毒和宿主之间的复杂的互动关系,而理解病毒如何实现跨物种感染的机制对于控制病毒将来的暴发至关重要。流感病毒的八个基因当中任何一个基因上的突变均可影响该病毒的跨物种传播。”
        流感病毒聚合酶包括三个蛋白质,命名为PB1、PB2和PA,它们与病毒RNA和核蛋白共同作用,在宿主细胞内对病毒基因组进行解码和复制。Doudna和Mehle先前在禽流感方面所作的工作显示,PB2蛋白上的一个突变,- 在氨基酸链上某处的谷氨酸被赖氨酸取代 - 让这种病毒能够从鸟类跳跃到人类当中实现感染。当该位点保留谷氨酸时,谷氨酸就会抑制聚合酶在人类细胞中发挥作用。
        Mehle说:“正是因为这个原因,当我们研究当前流行的H1N1聚合酶时感到很惊讶。这种病毒能够在人类当中复制,然而却同时在PB2蛋白里保留了具有抑制作用的谷氨酸。
        Mehle和Doudna博士在研究中发现,2009年暴发的H1N1病毒在PB2蛋白上获得了SR多态性,这可以增强聚合酶在人类细胞中的活性 。为了证实SR多态性是流感病毒感染人类的一个新途径,他们把该突变引入到禽流感病毒的PB2蛋白当中。结果和卡乐汇流感的情况一样,禽流感的在人类当中的复制能力得到加强。
        Mehle博士接着说:“PB2蛋白上的SR多态性突变实现了与谷氨酸-赖氨酸突变相同的效果。所有的2009年H1N1分离株当中都带有这个新的突变,这个事实也支持这个突变对病毒向人类传播具有重要意义的说法,- 尽管目前我们还不知道聚合酶的突变相对于病毒其它位置的突变的重要性有多大。”
        Mehle和Doudna博士现在正在开展一系列的生化和结构学研究,对聚合酶的这种变异及其发生机制进行更深入的了解。这样的研究对于新的抗病毒制剂的研发非常重要。
        “我们需要确定,人类细胞中到底存在哪些独特的因素,要求这些流感聚合酶必须变异才能进行复制,这可能会为我们提供机会研发新的治疗策略,”Mehle博士说。
        该研究项目由国家健康研究所下的国家普通医药学研究所提供支持。