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Cell：最“强悍”病毒之超级感染机制
来自Gladstone研究所的科学家们揭示出了巨细胞病毒(CMV)能够如此成功地感染宿主的分子机制。这一发现为对抗CMV以及其他看似无危险却能够转而致命的病毒提供了新研究途径。相关论文发表在《细胞》(Cell)杂志上。
并非所有的病毒都是生而相同的。一些能够迅速摧毁机体，而另一些在初次感染后，可以在机体休眠数十年。CMV是八种人类疱疹病毒之一，其他疱疹病毒还包括EB病毒(引起单核细胞增多症)和水痘带状疱疹病毒(引起水痘)，并且CMV是世界上最猖獗的病毒之一。像其他的成功病毒一样，CMV具有一些关键的特性：其复制快，它能逃避宿主免疫防御，能够维持宿主细胞存活足够长的时间来生成最佳数量的病毒。最后这一特性能够帮助阻止病毒在细胞内累积到有毒水平 ――这一作用会导致病毒在有机会传播到邻近细胞前杀死细胞。为了获得这种微妙的平衡，在细胞内初次复制后，CMV会应用一种“刹车机制”。然而这一机制的基本过程长期以来困扰着科学家们。
现在，Gladstone实验室研究人员Leor Weinberger博士揭示了CMV成功的关键：在病毒的DNA中匿藏中一种“加速器回路”，使得在宿主细胞还没来得及做出反应前，CMV可以快速达到最佳水平――这样也使得在到达最佳水平之前，这些病毒无法杀死细胞。
Weinberger 博士说：“CMV感染全世界50-80%的成人，常常在妊娠期间由母亲传递给孩子。尽管CMV通常处于休眠状态，对于发育的胎儿或是免疫系统受到伤害的人，如器官移植受者，却是危险或甚至是致命的。因此，我们一直试图了解CMV感染细胞的确切机制。希望开发出治疗或疫苗减少其在世界范围的存在。”
Weinberger博士和研究小组将焦点放在CMV遗传密码中的一小段DNA上。这一称作即刻早期启动子(MIEP)的遗传密码通过生成IE2，一种大量时极其有毒的蛋白，从而启动了病毒复制。而在MIEP中，研究小组发现了病毒复制的真正幕后黑手。
在一系列的实验中，研究小组发现当MIEP激活时，不仅生成了IE2还刺激了复制，但当达到IE2的最佳水平时，在精确的时刻它也会提示病毒停止生成毒性IE2蛋白。
论文的主要作者之一、加州大学圣地亚哥分校研究生Melissa Teng 说：“CMV需要IE2才能在宿主细胞中复制，然而如果过快地生成过多IE2，在CMV有机会传播前宿主细胞就会被杀死。而CMV用所谓的‘加速器回路’ 解决了这一问题，它帮助维持了最佳的IE2水平。这一回路使得CMV能够快速有效复制，感染全身多种细胞类型。”
为了确证这些结果，研究小组在培养皿中用两种形式的CMV感染了人类细胞，一种CMV能够生成IE2加速器回路，另一种则不能。当在同一培养皿中加入两种病毒时，他们看到了明显的差别。随着时间的推移，没有加速器回路的病毒消失了，而加速器病毒迅速占据了培养皿。很明显这一回路是病毒成功的关键。
“这一令人印象深刻的研究证明了一种新机制：一个相对简单的遗传网络如何能够对外部信号做出反应，为病毒复制提供最佳的环境。极有可能像这样的机制还存在于其他的生物系统中，包括其他的病毒，”加州大学圣地亚哥分校分子生物学副教授Gurol Suel(未参与该研究)说。
论文的主要作者、Gladstone研究员 Cynthia Bolovan-Fritts 博士说：“这一加速器回路赋予了CMV强大的战略优势，战胜免疫防御系统。下一步是更深层次了解这一机制，开发出治疗方法靶向和破坏这一回路――并希望能够阻止诸如CMV等病毒的轨迹。”
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