新研究揭示了皮膚癌病毒如何戰(zhàn)勝宿主細胞復制

匹茲堡大學的研究人員**展示了默克爾細胞多瘤病毒(MCV)是如何在宿主細胞中啟動DNA復制的。MCV會導致一種名為默克爾細胞癌的侵襲性皮膚癌。

今天發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的這項研究揭示了一個基本問題，即病毒是如何超越宿主細胞精心調(diào)節(jié)的DNA復制系統(tǒng)，制造數(shù)百個新的自我拷貝的。

“了解MCV如何復制為我們提供了關(guān)于這種病毒如何導致癌癥的真正重要線索，”皮特醫(yī)學院微生物學和醫(yī)學遺傳學系和UPMC Hillman癌癥中心的杰出教授Patrick Moore醫(yī)學博士說。“它還提供了對其他致癌病毒的見解，以及為什么有些病毒不會致癌。未來，這可能有助于我們開發(fā)新的治療方法或疫苗，以對抗由感染引起的癌癥。”

摩爾和共同資深作者袁昌醫(yī)學博士，病理學系和UPMC希爾曼癌癥中心的特聘教授于2008年**發(fā)現(xiàn)了MCV。根據(jù)摩爾的說法，大多數(shù)成年人都攜帶這種病毒，這種病毒通常是無害的，但偶爾會導致默克爾細胞癌，這是一種致命的皮膚癌，每年在美國約有3000人被診斷出來。

在這項由博士后Li (James) Wan博士領(lǐng)導的新研究中，研究人員與皮特大學藥理學和化學生物學系教授Bennett Van Houten博士和博士后Matthew Schaich博士合作，使用一種名為C-trap的儀器和一種名為SMADNE的技術(shù)，以前所未有的細節(jié)研究MCV復制。

“到目前為止，我們不得不從靜態(tài)圖像中推斷病毒是如何復制的，而靜態(tài)圖像本質(zhì)上只是一個快照。”“C-trap使我們能夠?qū)崟r觀察蛋白質(zhì)與單個DNA分子的結(jié)合，就像小光點一樣。這就像看電影而不是看照片。”

在正常的細胞分裂過程中，DNA復制的**步涉及一種叫做解旋酶的蛋白質(zhì)，它在DNA雙螺旋周圍形成兩個袖子。這些“袖子”合在一起，將雙鏈DNA解壓縮成單鏈，這樣其他蛋白質(zhì)就可以結(jié)合并執(zhí)行下一步。這個解壓縮過程需要ATP分子形式的細胞能量。

“DNA復制是由細胞嚴格控制的，”摩爾說。“如果構(gòu)成我們基因組的30億個堿基對中的任何一個發(fā)生突變，就可能導致癌癥或其他疾病，因此需要花費大量的精力來檢查錯誤，并確保細胞中的條件適合復制。”

這種被稱為許可DNA復制的受控過程在每次細胞分裂時只發(fā)生一次。相反，當病毒劫持宿主細胞的DNA復制機制時，它會復制數(shù)百次。

這種“未經(jīng)許可”的復制不受相同的質(zhì)量控制，并且更容易出錯。對于MCV，某些突變會導致病毒的整個遺傳密碼或基因組插入宿主的基因組，導致之前正常的細胞經(jīng)歷不受抑制的生長和分裂，變成癌細胞。Moore和Chang的團隊發(fā)現(xiàn)，MCV版本的解旋酶并沒有像他們預期的那樣在DNA周圍形成袖子。相反，它直接撬開DNA分子。病毒解旋酶可以在不使用ATP的情況下重復這一過程，使病毒能夠戰(zhàn)勝正常的細胞復制。

根據(jù)Moore的說法，這項研究最終可能會導致新的抗病毒療法，不是針對MCV，因為它通常是無害的，而是針對密切相關(guān)的病毒，如JC和BK，它們是移植患者或其他致癌病毒的主要問題。

除了MCV之外，已知還有六種其他人類病毒會導致癌癥，包括導致宮頸癌和頭頸癌的人類乳頭瘤病毒(HPV)，以及由摩爾和張發(fā)現(xiàn)的卡波西肉瘤皰疹病毒(Kaposi sarcoma herpesvirus)，它會導致一種在血液和淋巴管內(nèi)壁形成的癌癥。

展望未來，研究人員計劃通過研究與MCV相比的其他一些致癌病毒來擴大他們對病毒復制的理解。

“病毒就像微型機器人，但它們?nèi)匀挥蟹浅碗s的機制，使它們能夠感知環(huán)境，探測宿主細胞中發(fā)生的事情，這樣它們就知道什么時候從安靜或潛伏狀態(tài)開始復制是最有益的。”“了解它們?nèi)绾螐椭剖情_發(fā)安全有效的抗病毒藥物或針對癌細胞內(nèi)這些蛋白質(zhì)的疫苗的關(guān)鍵。”

本網(wǎng)站所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個人可與我們聯(lián)系，我們將立即進行刪除處理。