これがHIVが活動的になることを決定する方法です
研究者たちは、HIVが活動状態または休眠状態を維持するという決定を支えている分子メカニズムを発見しました。これは、ウイルスを永続的に休止状態に保つことによって機能する新しい治療法につながる可能性があります。
カリフォルニア州サンフランシスコのグラッドストーン研究所のチームが主導するこの研究は、現在ジャーナルに掲載されている論文に掲載されています。 細胞.
調査結果はまた、幹細胞が分裂したときに幹細胞として残るか、脳や心臓細胞などの特殊な細胞に分化するかを決定する方法など、生物学の他の場所で発生する細胞運命の決定を説明する可能性があります。
グラッドストーン研究所の細胞回路センターの所長である上級研究著者のLeorS。Weinberger教授は、このプロセスを、金融投資について決定を下す際の「賭けをヘッジする」方法に例えています。
「市場のボラティリティから保護する」ために、一部のファンドを潜在的に高利回りのハイリスク株に配置し、残りを低リスク、低利回りのオプションに配置することを選択する場合があります。
「同様に、HIVは活動性感染症と休眠感染症の両方を発生させることにより、揮発性環境でその基盤をカバーします。」と彼は説明します。
HIV潜伏貯留層
それが人体に入ると、HIVはその遺伝物質を「宿主」免疫細胞のDNAに挿入します。これを行うと、HIVは細胞の機械にウイルスのコピーを作成させることができます。
ただし、HIVに感染した免疫細胞の中には、休眠状態または潜伏状態になり、新しいウイルスを作らないものもあります。 HIVは、この「潜在的な貯水池」に長い間隠れることがあります。
現在のHIV治療は、体内の活性ウイルスの量を減らすのに非常に効果的です。しかし、治療が停止するとすぐに再活性化する可能性のある休眠中のHIVへの取り組みはあまり得意ではありません。これが、HIVをまだ治せない主な理由の1つです。
以前の研究で、ワインバーガー教授と彼の同僚は、HIVの潜伏期間は「事故ではなく」、意図的な「生存戦術」であることを示しました。
この戦術は「ウイルスにとって進化的に有利」です。なぜなら、HIVが最初に体内に侵入する場所では、HIVが侵入する免疫細胞が少なく、完全に活動してすべてを殺した場合、感染を続けます。
HIVは「遺伝子発現ノイズ」を悪用します
侵入した細胞の一部を潜伏状態にすることで、HIVは、それらの細胞がより多くの標的細胞が存在する組織に運ばれるまで活性化を待つことができるようにし、それによって生存と継続的な感染の可能性を高めます。
チームは、HIVが「遺伝子発現のランダムな変動」と呼ばれる細胞内の正常な現象を利用することにより、活動状態または休止状態を生成できることを発見しました。
科学者が「ノイズ」とも呼ぶ遺伝子発現のランダムな変動のために、まったく同じ遺伝子構成を持つ2つの細胞は、異なる量の同じタンパク質を生成する可能性があります。その違いは、細胞の「機能と運命」に影響を与えるのに十分である可能性があります。
HIVは、「選択的スプライシング」と呼ばれるメカニズムを使用して宿主細胞内で遺伝子を発現します。これにより、HIVは遺伝物質をスライスし、さまざまな配置で組み立てることができます。
非効率的な遺伝子スプライシング
彼らの研究では、研究者たちはHIVに感染した個々の細胞を観察しました。彼らは、ウイルスが一種のスプライシングを使用してランダムノイズを制御し、宿主細胞の運命を決定することを発見しました—アクティブであるか休止状態であるか。
「私たちは、HIVがノイズを制御するために特に非効率的な形態のスプライシングを使用していることを発見しました。
「驚くべきことに、それが効率的に機能した場合、このメカニズムははるかに活性の低いウイルスを生成するでしょう。しかし、非効率的なプロセスを通じてエネルギーを浪費しているように見えることで、HIVは実際に活動を続けるという決定をより適切に管理することができます。」
チームは、モデリング、遺伝学、およびイメージングツールの助けを借りて、スプライシングが発生したHIVライフサイクルの段階を初めて特定することができました。
彼らは、非効率的なスプライシングは、以前考えられていたように、転写中ではなく、転写後に発生することを発見しました。
転写とは、DNAに保持されている指示をRNAにコピーして、細胞の機械に何をするか、どのタンパク質を作るかを指示するプロセスです。
チームは、非効率的なスプライシングプロセスを持つことはウイルスの生存に不可欠であり、その効率を改善することは、ウイルスを永続的に潜伏状態に保つことによってウイルスを打ち負かす方法である可能性があると結論付けています。
「スプライシング回路は、異なる方法でウイルスを治療的に攻撃する機会を私たちに与えるかもしれません。」
レオル・S・ワインバーガー教授
