乙型肝炎病毒(HBV)雖小,卻極為危險(xiǎn)且傳染性強(qiáng),影響全球約2.96億人口,每年造成約百萬(wàn)生命的逝去。該病毒悄無(wú)聲息地侵襲肝臟,往往直至引發(fā)肝硬化或癌癥才顯現(xiàn)癥狀。當(dāng)前治療手段主要針對(duì)其聚合酶(Pol)蛋白進(jìn)行抑制,但需終身服用且無(wú)法根治。洛克菲勒大學(xué)Charles M. Rice實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)近期在《細(xì)胞》雜志發(fā)表研究成果,揭示了HBV的新型作用機(jī)制,有望開啟治療新途徑。
這項(xiàng)研究由萊斯大學(xué)病毒學(xué)與傳染病實(shí)驗(yàn)室的研究助理教授比爾施耐德主導(dǎo),他表示現(xiàn)有抑制劑僅能緩解病情,無(wú)法徹底清除病毒。深入的基礎(chǔ)科學(xué)研究則可能指引出全新的治療策略,為此團(tuán)隊(duì)決定深入探究HBV的本質(zhì)。
HBV基因組結(jié)構(gòu)緊湊而獨(dú)特,超過(guò)一半為重疊閱讀框架,意味著同一段核苷酸序列可編碼多種蛋白質(zhì)。這種精妙設(shè)計(jì)要求病毒嚴(yán)格監(jiān)管各框架間的相互作用,以防微小變異導(dǎo)致全局性災(zāi)難。盡管如此,HBV仍展現(xiàn)出適應(yīng)不同宿主和環(huán)境的靈活性,廣泛感染人類及眾多鳥類、哺乳動(dòng)物。
HBV如何在遺傳保守性與適應(yīng)性間保持平衡,尤其是如何處理重疊框架的復(fù)雜互動(dòng),一直是未解之謎。Pol蛋白作為病毒復(fù)制的核心,因體積龐大且功能多樣,成為研究焦點(diǎn)。施耐德團(tuán)隊(duì)利用去年開發(fā)的RNA傳遞技術(shù),成功分離重疊框架中的蛋白功能,首次清晰揭示了Pol蛋白的工作機(jī)制。
通過(guò)深度突變掃描技術(shù),團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了Pol蛋白內(nèi)幾乎所有的變異可能性,意外發(fā)現(xiàn)其末端對(duì)特定氨基酸——脯氨酸的嚴(yán)格依賴。脯氨酸能減緩負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)合成的核糖體速度,甚至造成暫停,這一現(xiàn)象可能幫助Pol蛋白正確折疊并高效結(jié)合目標(biāo)RNA。
該研究不僅闡明了Pol蛋白如何優(yōu)先識(shí)別并復(fù)制其原始RNA的機(jī)制,還為干擾這一過(guò)程、探索潛在治療靶點(diǎn)提供了新思路。未來(lái),團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索如何利用這一機(jī)制,以期開發(fā)出針對(duì)HBV更為有效的干預(yù)措施。