Nature子刊:多組學技術解析1型單純皰疹病毒

2021-02-23 生物通


一直以來，研究人員認為HSV-1基因組中大約有80個開放閱讀框（ORF）。不過，最近發表在《Nature Communications》雜誌上的一項研究表明，ORF遠遠不止這些。



對很多人來說，1型單純皰疹病毒（HSV-1）是陪伴一生的「壞朋友」。這種病毒不僅會造成疼痛難忍的唇皰疹，也可能帶來嚴重後果，比如讓重症監護室的病人患上肺炎。一旦感染了HSV-1，這個人將終身攜帶病毒。HSV-1潛伏在三叉神經節和頸上神經節，當人體免疫力下降時，它們就會再次變得活躍。

一直以來，研究人員認為HSV-1基因組中大約有80個開放閱讀框（ORF）。不過，最近發表在《Nature Communications》雜誌上的一項研究表明，ORF遠遠不止這些。德國維爾茨堡大學及其他機構的研究人員發現，HSV-1基因組中有284個ORF。

「人們對1型單純皰疹病毒的80個預計ORF進行了數十年的深入研究。在此，我們通過多組學數據的計算整合，以單鹼基解析度破譯了裂性感染期間的病毒完整轉錄組和翻譯組，」研究人員寫道。

在此，研究人員採用了廣泛的無偏倚功能基因組學方法，重新分析了最近發表的數據，以便更全面地鑑定HSV-1基因產物。他們利用之前發表的RNA-seq、4sU-seq數據，以及最近利用PacBio和MinION平臺鑑定的病毒轉錄本，對病毒的轉錄組開展分析。同時，他們還利用核糖體圖譜分析和翻譯起始位點（TaSS）譜分析等來研究病毒的翻譯組。

他們總共鑑定出201條轉錄本和284個ORF，包括所有已知的ORF和46個新穎的ORF。他們還發現，FDA批准的溶瘤病毒Imlygic所刪除的基因座中也包含未知的ORF。Imlygic是一種減毒的1型單純皰疹病毒，在2015年被批准用於皮膚和淋巴結黑色素瘤的治療。

「從單個基因座表達的多個轉錄異構體解釋了絕大多數ORF的翻譯以及N端延伸（NTE）和截短，」研究人員在文中寫道。他們發現，利用非經典起始密碼子的N端延伸控制了關鍵病毒調控因子和結構蛋白的亞細胞蛋白定位和包裝。

同時，HSV-1基因組目前也缺乏完整的注釋，這嚴重阻礙了功能研究。針對這種現象，研究人員對病毒的所有基因產物進行命名，並提供了一個基因組瀏覽器（genome browser），方便人們查看所有的數據，從基因組到單個鹼基。

維爾茨堡大學的病毒學系主任Lars Dölken博士表示：「有了這項新成果，人們能夠更精確地研究病毒的各個基因。」他認為，這些數據不僅有助於更好地了解HSV-1病毒本身，還具有更深遠的意義，比如研究基於HSV-1的溶瘤病毒。

參考文獻

Integrative functional genomics decodes herpes simplex virus 1

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