基因组调控中心 信用:Unsplash/CC0公共领域 第一个此类系统研究描述了包括SARS-CoV-2在内的人类病毒如何更好地适应感染某些类型的组织，这是基于它们劫持细胞机制和蛋白质合成的能力
由CRG基因调控中心的研究人员进行的这项研究发现有助于设计更有效的抗病毒治疗、基因治疗和疫苗
这项研究今天发表在《细胞报告》杂志上
活生物体在细胞内制造蛋白质
每种蛋白质都由单个氨基酸单元组成，这些单元根据编码在脱氧核糖核酸中的指令缝合在一起
这些指令的基本单位被称为密码子，每个密码子对应一个特定的氨基酸
同义密码子是指两个或多个密码子导致细胞产生相同的氨基酸
“不同的组织使用不同的语言来制造蛋白质，这意味着它们优先使用一些同义密码子
我们之所以知道这一点，是因为负责识别密码子并粘附在相应氨基酸上的分子tRNAs，在不同的组织中有不同的丰度，”这项研究的第一作者、CRG大学的研究人员泽维尔·埃尔南德斯解释说
当病毒感染生物体时，它需要劫持宿主的机器来产生自己的蛋白质
研究人员开始研究病毒是否特别适合使用它们感染的组织优先使用的同义密码子
研究人员下载了所有已知人类病毒的公开蛋白质序列，并研究了它们的密码子使用
基于不同组织中已知的tRNA丰度，他们随后确定了所有502种感染人类的病毒在感染23种不同人类组织时的适应性
在感染早期表达的病毒蛋白更适合劫持宿主的蛋白质制造机制
根据泽维尔·埃尔南德斯的说法，“适应良好的病毒从使用细胞的首选语言开始，但在完全控制后，它们会强加一种满足自身需要的新语言
这一点很重要，因为病毒被用于基因治疗来治疗遗传疾病，如果我们想纠正一个组织中的突变，我们应该对病毒进行改造，使其对特定的组织是最佳的
" 然后，研究人员仔细观察了不同的呼吸道病毒是如何根据它们的密码子使用来适应感染特定组织的
他们研究了四种不同的冠状病毒——SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2和与SARS-CoV-2关系最密切的蝙蝠冠状病毒——以及常见的导致流感的甲型H1N1流感病毒
他们发现SARS-CoV-2的密码子使用适应了肺组织、胃肠道和大脑
由于这符合已知的新冠肺炎症状，如肺炎、腹泻或嗅觉和味觉丧失，研究人员假设未来的治疗和疫苗可以考虑这一因素，以在这些组织中产生免疫力
“在我们仔细观察过的呼吸道病毒中，SARS-CoV-2是最适合劫持宿主组织蛋白质合成机制的病毒，但不如流感或蝙蝠冠状病毒
这表明翻译效率以外的因素在感染中起着重要作用，例如ACE2受体的表达或免疫系统，”泽维尔·埃尔南德斯总结道
研究人员接下来的步骤包括进一步开发一种生物技术工具来设计优化的蛋白质序列，该序列包含适应于感兴趣的问题的密码子，这对于基因治疗的发展可能是有用的
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