《Cell》文章颠覆对人类病毒工厂的认识！病毒如何窃取我们的基因组

病毒感染宿主，并将其转化为一个工厂，以制造更多的复制品。现在研究人员已经证明，包括流感病毒和其他严重病原体在内的一大群病毒，从宿主那里窃取基因信号，以扩展自己的基因组。

这项发表在《Cell》杂志上的跨学科合作研究由纽约西奈山伊坎医学院全球健康与新兴病原体研究所和英国格拉斯哥大学病毒研究中心的研究人员领导。

病毒学家们组成的跨学科小组研究了一大类被称为分段负链RNA病毒（sNSVs）的病毒，其中包括广泛而严重的人类和家养动植物病原体，包括流感病毒和拉沙病毒。他们表明，通过窃取宿主的基因信号，病毒可以产生大量以前未被检测到的蛋白质。研究人员将它们标记为UFO（Upstream Frankenstein Open reading frame）蛋白质，这部分是通过将宿主和病毒序列缝合在一起编码的。在这项研究之前，人们甚至不知道这些蛋白质的存在。

这些UFO蛋白可以改变病毒感染的过程。

伊坎医学院微生物学副教授、该项研究的通讯作者Ivan Marazzi博士说：“病原体克服宿主屏障并建立感染的能力是基于病原体衍生蛋白的表达。要了解病原体如何对抗宿主并建立感染，我们需要清楚了解病原体编码的蛋白质、它们的功能以及它们对毒性的贡献方式。”

病毒无法构建自己的蛋白质，因此它们需要为宿主细胞构建蛋白质的机器提供适当的指令。具体来说，病毒是通过一个叫做“cap-snatching”的机制来完成这一过程的，在这个过程中，病毒从细胞自身的一个蛋白质编码信息（mRNA）中剪断末端，然后用自己的一个基因拷贝来扩展这个序列，相当于提供一个混合消息。

“几十年来，我们一直认为，当身体遇到起始密码子开始将信息转换成蛋白质时，它阅读的是一条仅由病毒提供给它的信息。我们的研究表明，宿主序列在其中并不是沉默的。”

研究人员表明，由于它们将宿主mRNA与自己的基因杂交，病毒（sNSVs）可以产生带有额外的、宿主衍生的起始密码子的信息，这一过程被称为“start snatching”。也就是说，杂交宿主病毒序列也能够翻译出以前未留意的蛋白质。进一步研究表明，这些新基因是由流感病毒和潜在的大量其他病毒表达的。这些杂交基因的产物在免疫系统中是可见的，它们甚至可以调节毒力。需要进一步的研究来了解这类新的蛋白质，以及它们在许多可怕的RNA病毒中的普遍表达意味着什么。

本文通讯作者，格拉斯哥大学病毒研究中心研究员Ed Hutchinson博士说：“病毒在分子水平上接管了它们的宿主，这项工作确定了一种新的方式，一些病毒可以从不断开发的分子机制中榨取每一点潜能。虽然这里所做的工作集中在流感病毒上，但这意味着大量的病毒物种可以制造出先前被我们忽视的基因。”

研究人员说，他们的下一步工作是了解这些杂交基因所扮演的不同角色。“现在我们知道它们的存在，我们可以研究它们，并利用这些知识来帮助消灭疾病，阻止病毒流行和流行病，这些新的见解可能会帮我们确定新的方法来阻止感染。”