震荡病毒学根本理念——病毒有“分身术”!

【字体: 时间:2019年03月14日 来源:

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  新研究发现,病毒基因组可以在不同的细胞里分裂,都会造成感染。这挑战了病毒研究的基本模式。

  


科学家已经证明,病毒基因组的不同片段可以储存于不同细胞中,然后组合在一起引发感染。这一现象发表在开放获取的eLife杂志,颠覆了病毒学中的一个基本模型,即病毒基因组进入并在一个细胞内复制,然后再进入另一个细胞内复制。

多部分病毒(multipartite viruses)是一个有趣的病毒系统,它们的基因组被分成几个片段,每个片段都被包裹在一个不同的病毒颗粒中。长期以来,人们一直认为所有的基因组片段必须以整体在细胞间传播才能引起感染,但新研究表明情况并非如此。

“据估计,多部分病毒在传播过程中丢失重要基因组片段的几率非常高,因此它成功引发感染的能力一直是个谜,”文章第一作者、法国国家农业研究所博后学者Anne Sicard说。“于是我们测试了一个大胆的可能性:这种病毒的基因组片段不全在一个细胞内时,它能成功感染宿主吗?”

他们选取的调查对象是具有八个不同基因组片段的蚕豆坏死矮化病毒(faba bean necrotic stunt virus),并用荧光探针检测蚕豆植株个体细胞中不同病毒片段。有趣的是,研究小组发现不同片段常常存在于不同细胞。这些基因组片段甚至是负责复制、包装(将病毒DNA包裹在保护层内的过程)和细胞间传播的重要功能部分。

结果表明,病毒可以拆分自己的基因组,出现在不同细胞内并发挥作用,但科学家们仍需要更多证据。

为了进一步排除所有基因组片段在单一细胞内作为一个整体被复制的可能性,他们用红色和绿色荧光标记了负责复制和包装的片段,并测量了它们在不同细胞中的数量,以观察一个片段的积累是否依赖于另一个片段。研究人员发现,在感染的早期和后期,两个不同片段的数量没有联系,这表明片段的积累时独立的。

为了解释这些现象,他们假设,即使病毒的基因组不全,它们也能在一个细胞内正常工作。为了验证这一点,他们将重点放在负责复制(R)的基因组片段上,并在另一个拥有其他片段(S)的细胞中寻找R基因的编码产物M-Rep。虽然R片段仅在少部分细胞(40%)中存在,但其产物M-Rep却在85%的细胞中被发现了!

这说明,M-Rep分子本身,或者制造它的基因组片段的转录物虽然在R片段存在的细胞中产生,但随后被转移给了宿主的其他细胞。

“总的来说,我们已经证明,病毒基因组的不同片段不一定在单个宿主细胞内结合成一个整体而起作用,一个基因组片段在某个细胞中的积累可能完全独立于其他基因组片段的积累,”文章通讯作者Stéphane Blanc说。“可以想象,这种‘多细胞’生活方式可能被许多病毒系统利用,这是病毒学领域的一个全新的研究方向。”

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原文检索:A multicellular way of life for a multipartite virus

(生物通:伍松)

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