您是否见过租客对入住一间房间不满意,却要求重新粉刷整个房子?单纯疱疹 它对我们的细胞做了类似的事情,只不过它不是重新粉刷细胞壁,而是彻底重塑了我们的 DNA 结构。
研究人员 巴塞罗那基因组调控中心 他们发现这种病毒不仅仅是复制: 在短短几个小时内,它就改变了人类基因组的三维结构,将其压缩至原来体积的70%,并移动到细胞核的边缘。 所有这些都是为了给自己的复制工厂腾出空间。 但也有好消息:他们也找到了阻止它的方法。.
单纯疱疹病毒,我们 DNA 中的分子构造者
1 型单纯疱疹病毒 (HSV-1) 会导致我们所知的唇疱疹等恼人的水疱,但其真正危害远不止简单的组织损伤。 埃丝特·冈萨雷斯-阿尔梅拉 e 阿尔瓦罗·卡斯特尔斯·加西亚,该研究的第一作者 出版 自然通讯,利用超分辨率显微镜和染色体捕获技术来揭示这一隐藏的机制。
病毒在感染后的第一个小时内就开始重组工作。 窃取 RNA 聚合酶 II病毒劫持了人类基因转录所必需的酶,并将其劫持到自身的复制区室中。这种大规模的盗窃行为会导致整个宿主基因组的转录崩溃。
我们的基因组通常以开放且易于访问的结构组织,但却被压缩进一个致密的外壳中,该外壳仅占原始体积的 30%。

拓扑异构酶:主开关
这项研究的真正天才之处在于确定了 拓扑异构酶I 作为整个操作的神经中枢。这种酶通常会在复制过程中切割DNA以释放张力,但它 被病毒招募 以及其他结构蛋白,如黏连蛋白。
玛丽亚·皮娅·科斯玛,ICREA 研究员和该研究的通讯作者 基因组调控中心解释了这种酶如何成为病毒的致命弱点:
“在细胞培养中,抑制这种酶可以在病毒产生单个新颗粒之前阻止感染。”
基因组隔离的工作原理
感染后三小时内,大多数聚合酶和相当一部分其他关键因子会完全抛弃人类基因。这种大规模“盗窃”导致整个宿主基因组的转录崩溃,进而导致染色质被压缩成致密的外壳。
这一发现的特殊之处在于 颠覆了我们对DNA结构和功能之间关系的理解我们过去认为致密的染色质会自动关闭基因,但在这里我们看到了相反的情况:如果足够多的转录停止,DNA就会相应地压缩。
如上所述,单纯疱疹病毒会将人类基因组物理移向细胞核的边缘,从而释放出中心空间来建立自己的 病毒复制工厂。这有点像驱逐一栋建筑中的所有住户,将其变成一个非法工厂。
单纯疱疹,影响4亿人
单纯疱疹影响 近4亿50岁以下人口 世界各地。 三分之二的人一生都患有 HSV-1尽管大多数感染病例没有症状,但一旦发生,不仅会导致唇疱疹,还可能导致新生儿和免疫功能低下人群失明或罹患危及生命的疾病。
这项最近发表的研究正是因为发现了一个薄弱环节,才开辟了新的治疗可能性。虽然目前的治疗方法只能控制症状, 耐药菌株正在增加 目前尚无明确的治愈方法。
具体的希望
发现一种酶控制着病毒重组人类基因组的全部能力,这为我们提供了 全新的治疗目标开发专门抑制拓扑异构酶 I 的药物比试图阻止病毒复制的每一个环节要简单得多。
该团队 基因组调控中心 使用可以“看到”仅 20 纳米宽的结构(比人类头发细约 3.500 倍)的技术来实时观察这一过程。
我们尚未准备好进行临床试验,但这项研究彻底改变了我们对单纯疱疹病毒的看法。它不再只是一种潜伏在神经元中、在我们最意想不到的时候突然出现的病毒。它是我们自身遗传密码的复杂操纵者,但我们现在确切地知道该按下哪个开关才能阻止它。