Nat Commun:惊奇!居然有病毒携带黑寡妇蜘蛛毒素基因

2016-10-17 17:02 来源: 生物谷
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  一种微小的病毒可能像黑寡妇蜘蛛一样蜇人。这是美国范德堡大学病毒学家Sarah Bordenstein和Seth Bordenstein对一种攻击沃尔巴克氏体(Wolbachia)---该寄生菌不仅成功地感染黑寡妇蜘蛛而且也成功地感染一半以上的节肢动物物种(包括昆虫、蜘蛛和甲壳纲动物)---的病毒进行基因组测序时作出的令人吃惊的发现之一。相关研究结果于2016年10月11日在线发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Eukaryotic association module in phage WO genomes from Wolbachia”。

  Seth说,“发现与黑寡妇蜘蛛毒素基因相关的DNA非常令人吃惊,这是因为它是首次发现噬菌体---感染细菌的病毒---携带类似动物的DNA。”

  正常情形下,噬菌体,如这项研究中研究人员研究的WO噬菌体,携带裂开和打败它们感染的原核细菌细胞防御系统的特定基因。Seth说,不过在这项研究中,“与黑寡妇蜘蛛毒素基因相关的DNA片段是完整的和广泛分布的。也有证据表明这种噬菌体制造杀虫毒素,但是我们并不确信这些毒素如何被使用。”

  研究人员也发现WO噬菌体拥有许多来自动物基因组的其他DNA片段。这些片段包括在动物体内真核细胞中发现的用来检测病原体的DNA序列,这种序列也参与触发细胞死亡。此外,存在几种被这些细胞用来逃避免疫反应的基因。Seth评论道,“这些序列更多是真核病毒而不是噬菌体所特有的。”

  他猜测,WO噬菌体在这方面如此特别的原因在于它感染的宿主靶标的生活周期。一旦沃尔巴克氏体感染宿主节肢动物,它就将自己包裹在这种节肢动物的一层膜中。因此,这种噬菌体不得不强行穿过这些真核膜以便侵入或逃避。

  他说,“我们猜测这种噬菌体在包围着沃尔巴克氏体的节肢动物细胞的膜中制造孔,因而允许它克服包围着沃尔巴克氏体的沃尔巴克氏体膜和节肢动物膜。这可能是它使用这些蛋白中的一些的方式。”

  Seth和Sarah的测序和生物信息学研究也允许他们鉴定出WO噬菌体用来将它的基因组插入到沃尔巴克氏体染色体中的DNA序列。这种信息可能提供一种基本的能够被用来对这种沃尔巴克氏体进行基因改造的工具箱。

  这种能力可能被用来加强正在进行的利用沃尔巴克氏体抵抗登革热病毒和寨卡病毒的研究。已证实沃尔巴克氏体阻止这些病毒在传播它们的埃及伊蚊中增殖。利用沃尔巴克氏体感染蚊子并进行传播已在澳大利亚、巴西、哥伦比亚、印度尼西亚和越南成功地进行过现场测试。