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Nature:研究解析HIV病毒如何与细胞互相合作

2011/12/26 来源:科学网
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导读
近期研究人员在Nature杂志上发表了两篇论文,首次针对HIV病毒如何与细胞相互作用的整个系统元素进行了解析,为研发出更多,更有效的治疗方法提供了重要信息,这也是艾滋病研究领域的一项里程碑式的成果。

自艾滋病发现以来,已经有超过2500万个生命被它夺走,要想对付这个恶魔,首先必需了解这种病毒作用的方式,近期来自格莱斯通研究院,加州大学旧金山分校的研究人员在Nature杂志上发表了两篇论文,首次针对HIV病毒如何与细胞相互作用的整个系统元素进行了解析,为研发出更多,更有效的治疗方法提供了重要信息,这也是艾滋病研究领域的一项里程碑式的成果。

Nature:研究解析HIV病毒如何与细胞互相合作

这项研究由格莱斯通研究院的Nevan J. Krogan博士等人领导完成,Krogan博士表示,“HIV病毒能成功侵入人体的一个关键就是它有一套快速袭击的方法,比如利用人体的蛋白对付我们自己”“但是目前我们解开了这个复杂过程之谜,这朝着新型药物研发迈进了一大步,也有利于我们在这场战争中取胜。”

目前全球有三千三百万人感染艾滋病病毒,其中美国占据约4%,我国的最新数据(截至2011年9月底)表明,艾滋病病毒感染者和病人42.9万例,其中病人16.4万例,死亡8.6万例。俗话说:知己知彼,百战不殆,要想拯救被HIV病毒侵害的病患,首先就需要了解艾滋病病毒的作用方法。

在这项最新研究中,研究人员完成了两部分蛋白相互作用的解析,首先他们构建了一个包含所有可能出现的蛋白相互作用中的蛋白的整体系统分析——这包括病毒制造的蛋白,也包括人体制造的蛋白。之后研究人员又将这些超过500个蛋白相互作用,消减为一个,一个最有助于HIV感染的相互作用:人类蛋白CBFß与HIV病毒蛋白Vif之间的相互作用。

通常在HIV感染后,一个称为APOBEC3G的限制因子能作为抑制分子,阻止病毒到达其目的地——CD4 T细胞,这种细胞是免疫系统的主要作用元素,但是研究人员发现当HIV蛋白Vif结合在人体蛋白CBFß上的时候,Vif作用加强,而APOBEC3G则含量降低了,这导致APOBEC3G组织HIV病毒的能力下降,同时病毒就能无障碍的影响CD4 T细胞了。

“这是首次针对HIV与细胞相互作用的整体全面分析”,文章的另外一位作者,美国NIH国立综合医学研究所执行主任Judith H. Greenberg表示,“这项工作是一项生物物理研究提升我们对于疾病认识的典型例子,也为我们指出了一种可能的治疗靶标。”

 

Global landscape of HIV–human protein complexes

Stefanie Jäger,  Peter Cimermancic,  Natali Gulbahce,  Jeffrey R. Johnson,  Kathryn E. McGovern, Starlynn C. Clarke,  Michael Shales,  Gaelle Mercenne,  Lars Pache,  Kathy Li,  Hilda Hernandez, Gwendolyn M. Jang,  Shoshannah L. Roth,  Eyal Akiva,  John Marlett,  Melanie Stephens,  Ivan D’Orso,  Jason Fernandes,  Marie Fahey,  Cathal Mahon,  Anthony J. O’Donoghue,  Aleksandar Todorovic,  John H. Morris,  David A. Maltby,  Tom Alber 

Human immunodeficiency virus (HIV) has a small genome and therefore relies heavily on the host cellular machinery to replicate. Identifying which host proteins and complexes come into physical contact with the viral proteins is crucial for a comprehensive understanding of how HIV rewires the host’s cellular machinery during the course of infection. Here we report the use of affinity tagging and purification mass spectrometry to determine systematically the physical interactions of all 18 HIV-1 proteins and polyproteins with host proteins in two different human cell lines (HEK293 and Jurkat). Using a quantitative scoring system that we call MiST, we identified with high confidence 497 HIV–human protein–protein interactions involving 435 individual human proteins, with ~40% of the interactions being identified in both cell types. We found that the host proteins hijacked by HIV, especially those found interacting in both cell types, are highly conserved across primates. We uncovered a number of host complexes targeted by viral proteins, including the finding that HIV protease cleaves eIF3d, a subunit of eukaryotic translation initiation factor 3. This host protein is one of eleven identified in this analysis that act to inhibit HIV replication. This data set facilitates a more comprehensive and detailed understanding of how the host machinery is manipulated during the course of HIV infection.

文献链接http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10719.html

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