Science :科學家發現哺乳動物細胞的新型抗病毒機制——RNAi

2021-01-17 生物谷

2013年10月12日訊 /生物谷BIOON/--在植物和昆蟲體內有一種特殊的抗病毒免疫反應：RNAi反應（RNA幹擾）。儘管RNAi在哺乳動物中也有發現，但是科學家只發現該過程只參與基因調控而不參與抗病毒反應。近期蘇黎世聯邦理工學院的Olivier Voinnet找到了RNAi參與到哺乳動物抗病毒免疫反應的證據，相關報導發表在Science雜誌上。

小幹擾RNA--抗病毒的有力武器

科學家用兩種病毒感染小鼠胚胎幹細胞，分別是EMCV（encephalomyocarditis virus）和NoV（Nodamura virus）。接著科學家檢測了細胞內22核苷酸長度的小RNA的表達情況。測序結果發現這些小RNA明顯是針對病毒基因組的，並具備所有RNAi的特徵。該研究首次給出了病毒感染也能激活哺乳動物RNAi過程的證據。

激活的RNAi在病毒基因組複製過程中會結合病毒基因組對應序列，之後RNAi會指導細胞內蛋白質分子剪刀對病毒基因組進行剪切。病毒基因組被切割成無害的片段，病毒無法進行複製。

簡約之美

美國河濱大學Shou Wei Ding在同一時間發表的文章顯示了受NoV感染的新生小鼠中也能檢測到siRNAs。這些siRNAs與Voinnet博士在培養的小鼠幹細胞中發現的siRNAs驚人的相似，表明這些siRNAs提供了幼鼠幾乎完全抵禦病毒的免疫力。Voinnet博士稱，這是一個很重要的證據，證明了抗病毒RNAi不僅存在於幹細胞中也存在於正常組織中。

因此，科學家揭示了哺乳動物的另一個重要的免疫機制。Voinnet博士稱，該免疫機制非常的簡約，但是卻是很普遍的機制。RNAi維繫著細胞正常功能，同時RNAi也是細胞的抗病毒武器。由於RNAi反應是病毒本身提供的，理論上該機制適用於任何病毒。（生物谷Bioon.com）

Antiviral RNA Interference in Mammalian Cells

P. V. Maillard, C. Ciaudo, A. Marchais, Y. Li, F. Jay, S. W. Ding, O. Voinnet

In antiviral RNA interference (RNAi), the DICER enzyme processes virus-derived double-stranded RNA (dsRNA) into small interfering RNAs (siRNAs) that guide ARGONAUTE proteins to silence complementary viral RNA. As a counterdefense, viruses deploy viral suppressors of RNAi (VSRs). Well-established in plants and invertebrates, the existence of antiviral RNAi remains unknown in mammals. Here, we show that undifferentiated mouse cells infected with encephalomyocarditis virus (EMCV) or Nodamura virus (NoV) accumulate ~22-nucleotide RNAs with all the signature features of siRNAs. These derive from viral dsRNA replication intermediates, incorporate into AGO2, are eliminated in Dicer knockout cells, and decrease in abundance upon cell differentiation. Furthermore, genetically ablating a NoV-encoded VSR that antagonizes DICER during authentic infections reduces NoV accumulation, which is rescued in RNAi-deficient mouse cells. We conclude that antiviral RNAi operates in mammalian cells.

相關焦點

  • 華裔科學家發現抗病毒新途徑 或助疫苗研發
    原標題：美華裔科學家發現抗病毒新途徑 　　美國《科學》雜誌10日發表了華裔科學家丁守偉教授新的抗病毒免疫機制研究成果，或有助於探尋抗病毒疫苗研製新路。 　　丁守偉自上世紀80年代起就從事RNA（核糖核酸）幹擾研究。此前，他與其他科學家發現，RNA幹擾介導的抗病毒免疫機制在植物、果蠅和線蟲中發揮了主要作用。
  • 科學家發現HIV免於被宿主免疫系統攻擊的新型分子機制
    2018年7月12日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌eLife上的研究報告中，來自澳大利亞和美國的科學家們通過研究發現，HIV或能攔截宿主細胞中的一種小分子來保護自身免於被宿主免疫系統所破壞，相關研究或能幫助研究人員鑑別出新型抗病毒療法靶點來開發新型策略抵禦HIV的感染，同時研究人員也希望能夠開發出一種新方法來測定新型藥物對病毒衣殼的靶向作用效率
  • 美華裔科學家發現哺乳動物或仍遵循RNA幹擾
    在對抗病毒時，包括植物、真菌和蒼蠅等在內的生物會使用與RNA片段有關的一種優雅的機制。在進化歷史的某個階段，哺乳動物顯然已拋棄這種機制。至少科學家是這麼認為的，不過近日發表的兩篇有爭議性的報告卻有不同的看法。 這種RNA抵禦機製取決於一個事實：大多數病毒會通過自身複製RNA來繁殖。
  • Science:發現有助於蝌蚪尾巴再生的新型細胞類型
    2019年5月18日訊/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，來自英國劍橋大學等研究機構的研究人員發現一種特殊的皮膚細胞群體可協調青蛙的尾部再生。這些再生指導細胞（regeneration-organizing cell, ROC）有助於解釋自然界的一個重大謎團，並可能提供關於如何在哺乳動物組織中實現這種能力的線索。
  • 人身上確有抗病毒長效機制
    6日報導稱，美國加利福尼亞大學河邊分校華裔科學家丁守偉帶領的團隊，在人類細胞中首次確認了一種抗病毒長效機制，能夠對甲型流感、季節性流感病毒產生免疫效果。相關成果發表在當日出版的《自然·微生物學》雜誌上。　　該研究成果基於世界著名植物病理學、微生物學家丁守偉對「在植物和動物中存在的RNAi介導的免疫」進行了20多年的研究。RNAi是植物、昆蟲和線蟲中常見的抗病毒防禦機制。
  • 武漢病毒所發現RNA幹擾具有抗病毒免疫作用—新聞—科學網
    國際同行評價，該工作完善了對哺乳動物抗病毒免疫機制的認識，為相關抗病毒藥物設計或免疫療法研究提供了理論基礎。 RNA幹擾（RNAi）是一種在真核生物中高度保守的轉錄後基因沉默機制。長期以來科學家已經發現，當病毒入侵真菌、植物和無脊椎動物時，病毒RNA複製所產生的雙鏈RNA被宿主RNAi通路所識別並切割成小幹擾RNA（siRNA），這些病毒衍生出的siRNA被加載到RNAi通路下遊的RNA沉默複合體RISC中，介導同源病毒RNA的降解，從而達到抗病毒的目的。
  • 我科學家揭示抑癌基因抗病毒機制
    我科學家揭示抑癌基因抗病毒機制 2015-12-28 中國科學報 崔雪芹 魯偉 【字體：　　此次研究發現，PTEN蛋白在抗病毒先天免疫中具有關鍵性作用，其通過調控決定I型幹擾素產生的關鍵轉錄因子IRE3發揮抗病毒免疫功能。　　研究人員還發現，IRF3還存在磷酸化失活位點，該位點磷酸化之後IRF3入核受阻，但PTEN作為磷酸酯酶能夠對該位點進行去磷酸化，使IRF3重新獲得入核能力，因此該研究加深了對於先天免疫精細的正向和負向磷酸化調控的了解。
  • 專家點評Science|揭示高等哺乳動物再生能力丟失的機制
    ：首先、提出了高等哺乳動物（包括人類）在進化過程中器官再生能力丟失的一個潛在機制，為器官再生研究和再生醫學開闢了新的思路；其次、由於存在大量物種特異性的器官再生響應，該研究提示了利用單一物種進行再生機制研究的局限性，以及利用多物種進行比較研究再生機制的必要性。
  • 青蛙尾巴再生的新型細胞找到,有望在哺乳動物身上實現該功能
    現在，英國科學家發現一群特殊的皮膚細胞「再生—組織細胞」，可以幫助青蛙的尾部再生。這一新研究發表於近日出版的《科學》雜誌上，不僅有助於解釋上述重大謎團，也提供了如何在哺乳動物組織中實現這種能力的線索。早在公元前4世紀，亞里斯多德就觀察到，有些動物的尾巴在截肢後可以重新長出來，但支持這種再生潛力的是何種機制？我們仍知之甚少。
  • Science:科學家在細胞中發現一種新型的RNA修飾酶類—ANGEL2
    2020年8月7日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自維也納醫科大學等機構的科學家們通過研究首次在人類細胞的RNA分子末端識別出了一種特殊的化學反應，此前研究人員僅在細菌和病毒中觀察到過這種反應，通過追蹤其在數千種蛋白質中的來源，研究人員發現，名為ANGEL2的特殊酶類或會執行這種反應，ANGEL2
  • 科學家發現增強幹擾素抗病毒效應新分子新機制—新聞—科學網
    該發現為抗病毒免疫應答效應機制提出了新觀點，也為有效防治病毒感染性疾病提供了新思路。相關成果發表於新一期《細胞》雜誌。   幹擾素是機體抵抗病毒感染的關鍵性細胞因子，可通過激活免疫細胞內信號通路而誘導出一系列抗病毒效應分子，從而激活和維持免疫系統抗病毒能力。
  • Science:揭示哺乳動物卵母細胞中的非中心體紡錘體組裝機制
    2019年7月16日訊/生物谷BIOON/---哺乳動物胚胎經常異常發育，從而導致流產和遺傳性疾病，如唐氏綜合症。胚胎發育異常的主要原因是卵子減數分裂過程中的染色體分離錯誤。與體細胞和雄性生殖細胞不同的是，卵子通過一種缺乏中心體的特化微管紡錘體分離染色體。
  • cell report:日本科學家發現抗病毒免疫新機制
    RIG-I與MDA-5是最常見的細胞內部識別病毒RNA的信號分子，它們的識別與激活能夠傳遞胞內的抗病毒免疫反應。MDA-5能夠識別較長的雙鏈RNA分子，而RIG-I識別的序列長度較短。對於MDA-5來講，它由N端的兩個CARD結構域，中部的RNA解旋酶結構域以及C端的一個結構域（CTD）構成，其中CTD負責識別胞內的雙鏈病毒RNA分子。
  • Science:揭示小鼠胚胎的發育時鐘和從頭細胞極化機制
    儘管頂端區域（apical domain）的形成非常重要，但在小鼠和人類胚胎中，建立細胞極化和對這一事件進行時間調控的分子機制在很大程度上仍然是未知的。在不同的哺乳動物物種中，合子基因組激活（zygotic genome activation, ZGA）在進化上保守地發生在細胞極化建立之前。
  • 我國科學家發現植物幹細胞廣譜抗病毒機制
    我國科學家交出了漂亮的答卷。今天凌晨出版的《科學》雜誌報導了中國科技大學趙忠團隊的最新研究成果：找到了植物幹細胞免疫病毒的關鍵因子—WUSCHEL（WUS）蛋白，並揭示了植物幹細胞的廣譜抗病毒機制。同行專家如此評論：此研究解決了一個長期存在且備受關注的問題，是植物病理學和植物發育領域的一個開創性研究。
  • Science:揭示富馬酸鹽阻斷細胞焦亡機制
    細胞焦亡的形態學特徵、發生及調控機制等均不同於凋亡、壞死等其他細胞死亡方式。迄今為止，已經證實弗氏志賀氏桿菌、沙門氏桿菌、李斯特桿菌、綠膿桿菌、弗朗西斯氏菌、嗜肺性軍團桿菌以及葉爾森桿菌均可誘導巨噬細胞產生caspase-1依賴性的細胞死亡方式。現有研究發現，caspase-1依賴性的細胞死亡方式不僅存在於單核巨噬細胞，還存在於樹突細胞等其他細胞中。
  • PNAS:科學家闡明病毒利用宿主細胞中關鍵蛋白進行繁殖的分子機制
    2018年4月8日 訊 /生物谷BIOON/ --病毒有著非常有限的基因，因此其必須利用宿主細胞的細胞器來促進其複製繁殖，近日，一項刊登在國際雜誌PNAS上的研究報告中，來自烏普薩拉大學的科學家們通過研究發現了許多病毒能在細胞中進行運輸的特殊宿主蛋白，相關研究或為研究人員後期開發新型廣譜的抗病毒療法提供希望。
  • 曹雪濤團隊發現新型長非編碼RNA分子 可增強抗病毒天然免疫功能...
  • Science:揭示哺乳動物線粒體複合物I的作用機制
    2020年9月27日訊/生物谷BIOON/---線粒體是我們細胞的能量工廠，它產生的能量支撐著生命。一種稱為複合物I（complex I）的巨型分子質子泵至關重要：它啟動了一連串的反應，構建出質子梯度來驅動ATP產生。儘管複合物I發揮著核心作用，但是它跨膜運輸質子的機制至今仍不為人所知。
  • 科學家發現可增強抗病毒能力的蛋白分子
    新華社杭州7月28日電（記者朱涵）當病毒入侵，幹擾素是機體捍衛健康所「派出」的最為關鍵的細胞因子。浙江大學醫學院免疫學研究所、中國工程院院士曹雪濤研究團隊篩選出一種蛋白分子，它能增強幹擾素的抗病毒效應，從而促進機體對各類病毒的抵抗能力。這項研究於27日發表於《細胞》（Cell）雜誌。