病毒基因组:超越阅读代码——为什么不重写吗?

当你想到“编码”和“解码”的第一件事可能是计算机编程。但如果我们可以重新编码病毒?这正是纽约和利兹大学的科学家们所做的那样。

研究人员发现如何读取、解码和操作之前隐藏的病毒代码。包含在一个病毒的基因组编码病毒组件,坐在另一个隐藏的代码提供了一个说明书的病毒颗粒的形成。教授Reidun Twarock,教授Peter Stockley和他的同事们不仅破译这些“指令”——他们已经重写这些代码允许他们搭建而成的直接调节病毒装配效率。简单地说,他们已经能够生产人工指令超过自然发现。

“发现包装信号的代码是一个共同努力,我们一起进行了建模和实验。一旦我们确定了卫星烟草花叶病毒的汇编代码(STNV),我们认为,如果我们可以把表病毒和提高代码以使病毒粒子的组装更有效率呢?“教授Reidun Twarock,约克大学,英国。

病毒,在最简单的生物实体,包围着一个外壳蛋白(CP)壳,在病毒研究团队,包含单链RNA (ssRNA)。一系列过程构成病毒的生命周期,包括基因组衣壳封装和组装。最近已经发现衣壳组装的规定,在很多ssRNA病毒,由多个RNA-CP联系人。分散在多个病毒基因组RNA站点,这些sequence-specific联系人,称为包装信号(PSs),具体结合CP通过一个共同的“识别主题”。这一研究发表在美国国家科学院院刊》(PNAS)。

我们采访了教授Reidun Twarock,找到更多关于这个研究。Reidun股票的方式调查了这些识别主题,建立它们的重要性在病毒装配。她解释说用于发现的方法识别图案和识别他们的合作功能在加强电脑组装。她还讨论了影响这一发现可能为接种疫苗和基因治疗。

劳拉·梅森(LM):你能告诉我更多关于你的背景和项目吗?

Reidun Twarock (RT):我数学生物学教授在数学物理背景,专业知识在生物信息学、数学和物理。在这个项目中我的团队做理论方面的工作和实验室的Peter Stockley——一个生物化学家,实验工作。我们已经在一起工作了15年的这些发现。我们觉得这是一个主题,高度集成,迭代跨学科方法是必需的,因此我们携手工作,从理论和实验角度相互补充。

发现包装信号的代码是一个共同努力,我们一起进行了建模和实验。一旦我们确定了卫星烟草花叶病毒的汇编代码(STNV),我们认为,如果我们可以把表上的病毒。我们可以改进代码以使粒子组装更有效率呢?病毒基因组的添加约束释放在它的生命周期所需的点,所以它必须坐在刀的边缘之间的不稳定和稳定。但是,如果没有问题,你可以创建一个更稳定的蛋白质外壳。因此,我们表明,我们可以优化代码,提高装配效率,可以利用生产病毒粒子。

在很多方面都很难产生这些粒子在足够的产量和稳定。我们的发明提供了一种方法克服这一瓶颈,通过改造和优化这个包装信号汇编代码。

LM:你能告诉我更多关于代码?

RT:图片病毒基因组。给出的代码由信号序列二级结构元素提供一个共同的主题。显然,这些折叠是一个动态的整体的一部分,因此在不同的位置有不同的稳定信号取决于他们如何能够折叠和展开。这是非常重要的,因为它告诉你代码的可能性的信号出现在基因组中特定位置。识别这些基因组中折叠倾向,识别PSs和去除的方法通过突变,是我的贡献。

LM:你怎么使用这些信息来调节病毒装配?

RT:我们知道这些信号需要在基因组中特定的位置。特别是,有五个这样的信号在5 '领袖的基因组,彼得磁带。基因组的这一部分还包含其他结构元素与监管功能,这种病毒是限制在多少可以改变包装的信号。但是,如果你的目标是创建稳定的粒子为接种疫苗或基因传递的目的,你可以自由赚更多的变化。所以,我们这些信号稳定。彼得那时竞争实验证明突变病毒基因组包含这些编辑信号更有效地形成病毒颗粒,这意味着你可以优化方法中的代码病毒不能在进化过程中,因为它有其他的约束。

但问题是提高;只是信号5 '关键总成的领导人,或其他信号重要吗?

要回答这个问题,我们开始探索如何识别和基因组变异的其他信号。目的是诱导突变离开二级结构基本不变,这样我们就可以排除任何影响因无法紧凑基因组适当融入衣壳。我们能够做出这样突变的识别图案。我们能够表明,即使你有磁带的基因组,颗粒不再组装高效跨基因组的其他信号时失踪。

我们因此被证明的是,你需要整个汇编代码。但是,通过专门调整和优化的盒式5 '领袖,你能够优化粒子的形成。这开辟了新的机遇在药物输送和基因治疗。

LM:潜在的应用可以应用到这个新的认识吗?

有两个重要的应用这项技术。

第一个是接种疫苗。在这种情况下,它是外面的抗原表位的粒子是重要的,所以你可以因此去掉任何特性使得粒子传染性的病毒基因组,只要信号保持在正确的地方。粒子组装更轻松地在这样的修改比真正的病毒基因组和更加稳定,因此这种方法可以克服瓶颈生产安全的疫苗。

第二个应用程序是基因疗法。在这种情况下,集装箱作为运输工具,而这些信号制作到货物被打包——药或基因向量的方法。

LM:这些应用程序,接种疫苗和基因治疗,您的团队将向前吗?

RT:是的,我们正在将这一技术应用于医学感兴趣的特定病毒。整个过程,从发现包装信号,一直到这些系统的开发一直是一个高度跨学科之间的冒险彼得和我自己。我们的合作很有帮助项目的成功和进步。

教授Reidun Twarock劳拉·伊丽莎白·梅森说,科学技术网络作家188金宝搏备用