PNAS：更有效的新反向遺傳學系統
日期：2017-02-28 08:56:03
輪狀病毒是引發嚴重腹瀉的最常見原因之一，每年都會奪去數十萬嬰兒的性命，雖然目前的疫苗能有效預防輪狀病毒的惡化，但是科學家們希望能研發出更多低成本的，更有效的疫苗。
然而目前的技術手段無法分析輪狀病毒如何在細胞中侵入和復制的，為了鑒別在輪狀病毒的感染過程中哪些基因至關重要，來自大阪大學微生物疾病研究所的科學家報道了一種新型基于質粒的反向遺傳學系統。
這一研究成果公布在《美國國家科學院院刊》（PNAS）雜志上，領導這項研究的副教授Takeshi Kobayashi說，“反向遺傳學能幫助我們獲得人工改造的病毒。使用反向遺傳學，我們可以令一個基因發生突變，然后觀察這對病毒的影響”。
目前反向遺傳學已經被用于了許多種病毒研究中，用以分析病毒繁殖的條件，但是要針對像是輪狀病毒這樣的多片段RNA病毒細胞并不容易，這一研究組通過兩個病毒蛋白：FAST和VV capping enzyme解決了這個問題，他們將這兩種蛋白加入到質粒系統中，利用其優勢，突變了輪狀病毒的單個蛋白：NSP1，結果表明這可以減少病毒的復制，從而檢驗了這一系統。
未來通過進一步在所有蛋白中進行全面檢測，研究人員希望能找到令輪狀病毒成為嚴重公共威脅的關鍵決定因子，“我們希望可以修改輪狀病毒的繁殖和致病性，”Kobayashi說。
Kobayashi對于這一質粒反向遺傳學系統充滿信心，“因為沒有人可以人工合成輪狀病毒，因此我們對這種病毒的復制和發病機制了解甚少”。他希望這一新系統將促進輪狀病毒的研究工作，并指導研發更有效的疫苗。
此前，來自云南大學的一組研究人員利用小RNA深度測序和反向遺傳學分析發現，在暴露銅綠假單胞菌PA14的秀麗隱桿線蟲中，mir-233是UPR激活所必需的。銅綠假單胞菌感染能夠以p38 MAPK依賴性的方式，上調mir-233的表達。定量蛋白質組學分析將SCA-1——sarco/內質網Ca2+-ATPase的線蟲同系物，確定為mir-233的靶點。在銅綠假單胞菌PA14感染期間，mir-233可抑制SCA-1的蛋白水平，這反過來又導致UPR的激活。而mir-233突變體對于銅綠假單胞菌感染更加敏感，敲除sca-1可導致對銅綠假單胞菌造成的殺傷產生更強的抵抗力。這項研究表明，micro-mRNA依賴性通路通過激活UPR，對先天免疫產生一定的影響。
