Gli scienziati scoprono un meccanismo attraverso cui il HIV determina il destino e la funzione delle celle

Una cellula staminale è una con le possibilità infinite. Così, per le decadi, gli scienziati si sono scervellati come la cella sceglie di tenere essere una cellula staminale e di continuare a dividersi, o si specializzano in un tipo specifico delle cellule, come un cuore o una cellula cerebrale.

Lo stesso tipo di decisione è fatto dal HIV. Quando il virus infetta una cella, può o accendere e cominciare moltiplicarsi, o spenga in modo da non può nascondersi nella cella finché una data ulteriore.

“La biologia può garantire le sue scommesse in un simile modo come potreste differenziare gli investimenti finanziari,„ a Leor spiegato S. Weinberger, PhD, il professore del Ute e di William e Direttore distinti Bowes del centro per i circuiti delle cellule agli istituti di Gladstone. “Differenziare gli investimenti collocando alcuni fondi nelle azioni ad alto rischio e alte del rendimento ed altri in a basso rischio, guide di libretti di risparmio del basso rendimento protegge da volatilità nel servizio. Similmente, il HIV riguarda le sue basi su un ambiente volatile generando sia le infezioni attive che dormienti.„

Ma se il HIV sta passando a caso fra questi due destini, come commette mai a rimanere in uno stato? Il laboratorio di Weinberger ora ha risposto a questo problema di lunga durata e potenzialmente ha scoperto come i sistemi biologici prendono tali decisioni. I loro risultati sono pubblicati oggi nella cella prominente del giornale scientifico.

Il virus attrezza il sistema al suo vantaggio

Il HIV trae giovamento dal mantenimento sia uno stato attivo che un dormiente, o latente, stato.

Lo stato attivo permette che il virus spanda ed infetti più celle, mentre il virus nello stato latente può sopravvivere a nel nascondersi per i lungi periodi di tempo. Mentre il virus attivo può essere ucciso dalle droghe antivirali, il virus latente si trova nell'attesa e può riattivare rapido quando le droghe sono fermate. Poiché il virus latente non può essere trattato tramite le terapie correnti, rappresenta l'ostacolo principale a fare maturare il HIV.

Il gruppo di Weinberger precedentemente ha indicato che il HIV genera queste due categorie di infezione sfruttando le fluttuazioni casuali nell'espressione genica.

“Anche quando due celle sono geneticamente identiche, una può produrre il un gran numero una proteina, mentre l'altra può produrre un importo molto più piccolo,„ ha detto Maike Hansen, studioso postdottorale nel laboratorio di Weinberger ed uno dei primi autori dello studio. “Queste fluttuazioni casuali, chiamate disturbo, possono determinare il destino e la funzione della cella. Il HIV usa il disturbo per creare sia il virus attivo che latente.„

Per esprimere i sui geni, il HIV usa un meccanismo conosciuto come splicing alternativo, che essenzialmente permette che il virus tagli le parti del suo genoma e le sistemi nelle combinazioni differenti. Osservando le diverse celle col passare del tempo, i ricercatori hanno scoperto che il HIV dirotta un modulo instabile dell'impionbatura per sintonizzare il disturbo casuale. Questa sintonizzazione del disturbo detta se il virus rimarrà stabile attivo o latente.

“Abbiamo trovato che il HIV usa un modulo particolarmente inefficiente dell'impionbatura al disturbo di controllo,„ Hansen aggiunto. “Sorprendente, se funzionasse efficientemente, questo meccanismo produrrebbe molto meno virus attivo. Ma, da energia apparentemente di spreco con un trattamento inefficiente, il HIV può realmente migliorare il controllo la sua decisione per rimanere attivo.„

Il gruppo di Weinberger ha usato una combinazione di modellistica, di rappresentazione e di genetica matematiche per indicare che questo tipo di splicing alternativo si presenta dopo trascrizione, durante cui le informazioni genetiche in DNA sono copiate in una molecola chiamata RNA. Precedentemente, gli scienziati hanno ritenuto che impiombare si presentasse contemporaneamente a trascrizione. Questo studio rappresenta la prima funzione per l'impionbatura post-trascrizionale.

Gli obiettivi inesplorati per il HIV fanno maturare le strategie

Lo studio dimostra che il HIV ha conservato un trattamento altamente inefficiente di proposito e correggendolo, gli scienziati potrebbero nuocere significativamente al virus. Questi risultati hanno potuto rivelare gli obiettivi inesplorati per lo sviluppo delle strategie della maturazione del HIV del romanzo.

“Il circuito d'impionbatura può darci un'opportunità di attaccare dal punto di vista terapeutico il virus in modo diverso,„ ha detto Weinberger, che è egualmente un professore di chimica farmaceutica a Uc San Francisco. “Per un po', ci sono stati proposte “per chiudere„ il HIV a chiave nella latenza e “blocchila„ dalla riattivazione, ma come fare questo non era chiaro.„

I ricercatori possono ora potere forzare il HIV nuovamente dentro la latenza sfruttando il circuito d'impionbatura del virus e raggiungere continuamente “la terapia del blocco e del blocco„.

Rivelando un nuovo meccanismo fondamentale, questo studio egualmente ha più vaste implicazioni nella biologia. L'impionbatura inefficiente probabilmente si presenta in 10-20 per cento dei geni. Così, questi circuiti possono essere impiegati generalmente per minimizzare le fluttuazioni casuali nell'espressione genica e potrebbero spiegare come altre decisioni biologiche sono stabilizzate.

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

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