Os cientistas descobrem um mecanismo através de que o VIH determina o destino e a função das pilhas

Uma célula estaminal é uma com possibilidades infinitas. Assim, por décadas, os cientistas confundiram sobre como a pilha escolhe se manter ser uma célula estaminal e continuar a se dividir, ou especializam-se em um tipo específico da pilha, como um coração ou um neurónio.

O mesmo tipo de decisão é feito pelo VIH. Quando o vírus contamina uma pilha, pode ou girar sobre e começar multiplicar, ou desligue assim que possa esconder na pilha até que uma tâmara mais atrasada.

A “biologia pode proteger suas apostas em uma maneira similar como você pôde diversificar investimentos financeiros,” a Leor explicado S. Weinberger, PhD, professor de William e de Ute e director distinguidos Bowes do centro para circuitos da pilha nos institutos de Gladstone. “Diversificar investimentos colocando alguns fundos em estoques de alto risco, altos do rendimento e em outro em de baixo-risco, ajudas das contas poupança do baixo-rendimento protege contra a volatilidade no mercado. Similarmente, o VIH cobre suas bases em um ambiente temporário gerando infecções activas e dormentes.”

Mas se o VIH está comutando aleatòria entre estes dois destinos, como compromete nunca a permanecer em um estado? O laboratório de Weinberger tem respondido agora a esta pergunta de longa data e tem descoberto potencial como os sistemas biológicos fazem tais decisões. Seus resultados são publicados hoje na pilha proeminente do jornal científico.

O vírus equipa o sistema a sua vantagem

O VIH tira proveito de manter um estado activo e um dormente, ou lactente, estado.

O estado activo permite que o vírus espalhe e contamine mais pilhas, visto que o vírus no estado lactente pode sobreviver em esconder por longos período do tempo. Quando o vírus activo puder ser matado por drogas antivirosas, o vírus lactente encontra-se na espera e pode-se ràpida reactivate quando as drogas são paradas. Porque o vírus lactente não pode ser tratado por terapias actuais, representa o obstáculo principal a curar o VIH.

A equipe de Weinberger mostrou previamente que o VIH gera estas duas categorias de infecção explorando flutuações aleatórias na expressão genética.

“Mesmo quando duas pilhas são genetically idênticas, uma pode produzir uma grande quantidade de uma proteína, quando a outro puder produzir uma quantidade muito menor,” disse Maike Hansen, erudito pos-doctoral no laboratório de Weinberger e um dos primeiros autores do estudo. “Estas flutuações aleatórias, chamadas ruído, podem determinar o destino e a função da pilha. O VIH usa o ruído para criar o vírus activo e lactente.”

Para expressar seus genes, o VIH usa um mecanismo conhecido como a emenda alternativa, que permite essencialmente que o vírus corte acima partes de seu genoma e as arranje em combinações diferentes. Observando pilhas individuais ao longo do tempo, os pesquisadores descobriram que o VIH sequestra um formulário exótico da emenda para ajustar o ruído aleatório. Este ajustamento do ruído dita se o vírus permanece estàvel activo ou lactente.

“Nós encontramos que o VIH usa um formulário particularmente incapaz da emenda ao ruído do controle,” Hansen adicionado. “Surpreendentemente, se trabalhou eficientemente, este mecanismo produziria o vírus muito menos activo. Mas, pela energia convenientemente de desperdício com um processo incapaz, o VIH pode realmente melhorar o controle sua decisão para permanecer activo.”

A equipe de Weinberger usou uma combinação de modelagem, de imagem lactente, e de genética matemáticas para mostrar que este tipo de emenda da alternativa ocorre após a transcrição, durante que a informação genética no ADN é copiada em uma molécula chamada RNA. Previamente, os cientistas pensaram que emendar ocorreu ao mesmo tempo que a transcrição. Este estudo representa a primeira função para a emenda cargo-transcricional.

Os alvos inexplorados para o VIH curam estratégias

O estudo demonstra que o VIH conservou um processo altamente incapaz de propósito, e corrigindo o, os cientistas poderiam significativamente prejudicar o vírus. Estes resultados podiam revelar alvos inexplorados para a revelação de estratégias da cura da novela VIH.

“O circuito de emenda pode dar-nos uma oportunidade de atacar terapêutica de uma forma diferente o vírus,” disse Weinberger, que é igualmente um professor da química farmacêutica em Uc San Francisco. “Por um tempo, houve umas propostas “para travar o” VIH na latência e “obstrua-a” de reactivating, mas como fazer isto não era claro.”

Os pesquisadores podem agora poder forçar o VIH de novo na latência explorando o circuito de emenda do vírus e conseguir o “fechamento e obstruir continuamente” a terapia.

Revelando um mecanismo fundamental novo, este estudo igualmente tem umas implicações mais largas na biologia. A emenda incapaz ocorre provavelmente em 10-20 por cento dos genes. Assim, estes circuitos podem geralmente ser empregados para minimizar flutuações aleatórias na expressão genética e poderiam explicar como outras decisões biológicas são estabilizadas.

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