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Science Signaling:这些蛋白质战胜了新出现和重现的病毒

科学家们发现,一种以降低艾滋病毒感染而闻名的蛋白质家族,可能具有战胜其他新出现和重新出现的病毒的优势。

它们新发现的力量的关键在于:增强免疫细胞发出的信号,释放先天抗病毒反应中最强大的战士之一,称为I型干扰素的蛋白质。

细胞培养实验表明,这些来自SERINC家族的蛋白质的细胞信号活动有助于保护细胞免受艾滋病毒、埃博拉病毒和寨卡病毒的感染。研究人员目前正在测试这种功能是否对导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒也有效。

蛋白质直接对抗特定病毒是一回事,正如SERINC5已经被证明在病毒产生过程中融入HIV粒子。但是,俄亥俄州立大学兽医生物科学系病毒学教授、资深研究作者 Shan-Lu Liu(刘善虑)说,揭示一种蛋白质在宿主细胞感染时对必要的抗病毒细胞信号通路有增强作用完全是另一回事。

“病毒可以绕过直接的抗病毒效果,”Liu说,“但如果这种蛋白质也能在不直接作用于病毒的情况下调节关键途径,那么病毒对抗它的能力可能有限。

“如果这个分子家族可以在动物和人类身上做到这一点,那么你可能会想,它是否可以用于广泛的抗病毒治疗。”

这项研究发表在9月14日的《科学信号》杂志上。

刘描述了一个对抗艾滋病毒蛋白质Nef基因可以占上风的战斗——特别是通过干扰SERINC病毒制造细胞的蛋白质。

在这项研究中,Liu和同事们进一步研究了SERINC5在下一个病毒感染阶段的靶细胞中的功能。他们发现,除了增强产生I型干扰素的信号外,SERINC5对产生早期抗病毒反应的另一个组成部分——NF-kB炎症细胞因子的信号也有相同的作用。

SERINC5本身并不调节这个信号系统——它与其他叫做MAVS和TRAF6的蛋白质结合。但它的一些具体行为仍然是一个谜,刘先生说。

在病毒感染开始的细胞培养中,研究人员观察到SERINC5从细胞表面转移到线粒体(细胞的动力中心)周围的膜外,这是一个不寻常的举动。一旦到达那里,SERINC5与MAVS和TRAF6合作,形成一个大的、多方面的复合体——这可能解释了为什么它的作用对信号通路接下来发生的事情有如此大的影响。

“这些蛋白质的聚集意味着它们需要彼此——这是一个令人兴奋的发现,像这样的大复合体可以招募额外的分子,提高信号传导途径的效率。”

这些招募的分子是导致病毒感染细胞产生I型干扰素和NF-kB炎症细胞因子的级联信息的一部分,这两者在早期限制病毒感染方面发挥着关键作用。在利用多种人类和动物细胞培养的实验中,这种机制被认为可以抑制艾滋病毒、埃博拉病毒和寨卡病毒对细胞的感染。

相反,当细胞被修饰,使它们不产生SERINC5蛋白时,这些病毒接管细胞并复制更多——这表明SERINC在增强宿主细胞的初级抗病毒反应的过程中发挥了多么重要的作用。

这项研究是在SERINC家族的两个成员,SERINC3和SERINC5中进行的,但是Liu推测其他版本可能有类似的效果。但仍有很多东西需要了解——比如,是什么触发SERINC5从细胞表面迁移到线粒体,以及当周围没有病毒时,它的正常细胞功能是什么。

对于这种蛋白的功能是否能抑制新冠病毒,Liu持乐观态度。

他说:“我猜测SERINC蛋白会有效果,因为我们知道I型干扰素对在早期控制病毒是如此重要,而这种分子可以增强I型干扰素的反应。”“找到一种蛋白质,它可以调节具有广泛抗病毒作用的关键途径——好吧,你可以想象这种蛋白质具有广泛的抗病毒功能。”

原文检索:

SERINC proteins potentiate antiviral type I IFN production and proinflammatory signaling pathways


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