De wetenschappers ontdekken een mechanisme waardoor HIV het lot en de functie van cellen bepaalt

Een stamcel is één met oneindige mogelijkheden. Zo, voor decennia, hebben de wetenschappers in verwarring gebracht over hoe de cel zich verkiest houden en zijnd een stamcel blijven of verdelend, specialiseren in een specifiek celtype, zoals een hart of hersenencel.

Het zelfde type van besluit wordt genomen door HIV. Wanneer het virus een cel besmet, kan het of aanzetten en beginnen zich te vermenigvuldigen, of draai van zodat kan het in de cel tot een recentere datum verbergen.

De „biologie kan zijn weddenschappen op een gelijkaardige manier aan hoe omringen u financiële investeringen zou kunnen diversifiëren,“ verklaarde Leor S. Weinberger, Doctoraat, de Professor van William en van Ute Bowes Distinguished en directeur van het Centrum voor het Schakelschema van de Cel bij de Instituten Gladstone. „Het diversifiëren van investeringen door sommige fondsen in zeer riskante, hoge opbrengstvoorraden en anderen in spaarrekeningen te plaatsen met lage risico's, de hulp van laag-opbrengst beschermt tegen vluchtigheid in de markt. Op dezelfde manier behandelt HIV zijn basissen in een vluchtig milieu door zowel actieve als sluimerende besmettingen te produceren.“

Maar als HIV willekeurig tussen dit twee lot schakelt, hoe begaat het ooit aan het blijven in één staat? Het laboratorium van Weinberger heeft nu deze al lang bestaande vraag beantwoord en potentieel aan het licht gebracht hoe de biologische systemen dergelijke besluiten nemen. Hun bevindingen worden gepubliceerd vandaag in de prominente wetenschappelijke dagboekCel.

Het virus monteert het Systeem aan Zijn Voordeel

HIV profiteert van het handhaven van zowel een actieve staat als een sluimerende, of latente, staat.

De actieve staat staat het virus toe om meer cellen uit te spreiden en te besmetten, terwijl het virus in de latente staat in het verbergen voor lange perioden kan overleven. Terwijl het actieve virus door antiviral drugs kan worden gedood, ligt het latente virus in wachttijd en kan snel reactiveren wanneer de drugs worden tegengehouden. Omdat het latente virus niet door huidige therapie kan worden behandeld, het de belangrijkste hindernis vertegenwoordigt voor het genezen van HIV.

Team van Weinberger toonde eerder aan dat HIV deze twee categorieën van besmetting door willekeurige schommelingen in genuitdrukking te exploiteren produceert.

„Zelfs wanneer twee cellen genetisch identiek zijn, kan men een hoop van een proteïne veroorzaken, terwijl andere een veel kleiner bedrag kan veroorzaken,“ bovengenoemde Maike Hansen, post-doctorale geleerde in het laboratorium van Weinberger en één van de eerste auteurs van de studie. „Deze willekeurige schommelingen, genoemd lawaai, kunnen het lot en de functie van de cel bepalen. HIV gebruikt lawaai om zowel tot actief als latent virus te leiden.“

Om zijn genen uit te drukken, gebruikt HIV een mechanisme dat als het alternatieve verbinden wordt bekend, die hoofdzakelijk het virus toestaat om delen van zijn genoom omhoog te snijden en hen te schikken in verschillende combinaties. Door individuele cellen in tijd waar te nemen, ontdekten de onderzoekers dat HIV een exotische vorm van het verbinden om willekeurig lawaai te stemmen kaapt. Dit het stemmen van lawaai dicteert of het virus stabiel actief of latent zal blijven.

„Wij vonden dat HIV een bijzonder inefficiënte vorm van het verbinden om lawaai te controleren,“ toegevoegde Hansen gebruikt. „Verrassend, als het efficiënt werkte, zou dit mechanisme veel minder actief virus produceren. Maar door energie door een inefficiënt proces schijnbaar te verspillen, HIV eigenlijk betere controle zijn besluit kan actief te blijven.“

Team van Weinberger gebruikte een combinatie wiskundige modellering, weergave, en genetica om aan te tonen dat dit type van het alternatieve verbinden voorkomt nadat de transcriptie, waarin de genetische informatie in DNA in een molecule wordt gekopieerd RNA riep. Eerder, dachten de wetenschappers dat die tegelijk met transcriptie voorkwam verbindt. Deze studie vertegenwoordigt de eerste functie voor hettranscriptional verbinden.

Onverkende Doelstellingen voor HIV de Strategieën van de Behandeling

De studie toont aan dat HIV een hoogst inefficiënt proces op doel behield, en door het te verbeteren, konden de wetenschappers het virus beduidend berokkenen. Deze bevindingen konden onverkende doelstellingen voor de ontwikkeling van nieuwe HIV behandelingsstrategieën openbaren.

De „het verbinden kring kan ons de kans bieden het virus op een verschillende manier therapeutisch om aan te vallen,“ bovengenoemde Weinberger, die ook een professor van farmaceutische chemie UC San Francisco bedraagt. „Voor een tijdje, zijn er voorstellen geweest HIV in latentie „om te sluiten“ en het van het reactiveren „blokkeren“, maar hoe te om dit te doen was niet duidelijk.“

De onderzoekers kunnen nu HIV terug in latentie kunnen dwingen door de het verbinden van het virus te exploiteren kring en het „slot voortdurend te bereiken en“ therapie te blokkeren.

Door een nieuw fundamenteel mechanisme te openbaren, heeft deze studie ook bredere implicaties in biologie. Het inefficiënte verbinden die waarschijnlijk komt in 10-20 percent van genen voor. Zo, kan dit schakelschema over het algemeen worden aangewend om willekeurige schommelingen in genuitdrukking te minimaliseren en kon verklaren hoe andere biologische besluiten worden gestabiliseerd.

Bron: https://gladstone.org/about-us/press-releases/discovery-how-hiv-hedges-its-bets-opens-door-new-therapies

Advertisement