Cell子刊：顛覆傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)！多分體病毒也存在于動(dòng)物體內(nèi)

2016年10月07日訊 人類病毒就像一塊可口的松露巧克力：?jiǎn)我坏耐鈿ぶ邪似渌薪M分。至少，一個(gè)多月前，科學(xué)家們還是這樣認(rèn)為的。然而，8月25日在線發(fā)表于Cell Host & Microbe上的一項(xiàng)新研究卻讓科學(xué)家們不得不重新思索動(dòng)物病毒的侵染方式。

來(lái)自美國(guó)陸軍傳染病醫(yī)學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)從蚊子中發(fā)現(xiàn)了一種新的病毒---瓜伊科庫(kù)蚊病毒（Guaico Culex virus, GCXV），該病毒由多個(gè)不同的片段組成，蚊子必須同時(shí)擁有其中幾種特定的組分才能被成功感染。

該文在研究GCXV的多組分侵染機(jī)制時(shí)利用了LGC Biosearch公司的單分子Stellaris? RNA FISH探針（國(guó)內(nèi)授權(quán)代理商：基因有限公司），作者設(shè)計(jì)了一系列不同熒光基團(tuán)標(biāo)記分別特異性靶向5個(gè)核酸片段的探針，在熒光顯微鏡下觀察了病毒侵染細(xì)胞中GCXV不同核酸片段的共定位情況，證實(shí)該病毒確實(shí)由多個(gè)組分構(gòu)成，為首次在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的多分體病毒。

在某些病毒中，基因組并不是一條核酸分子，而是由多條分子組成，這樣的病毒基因組被稱作多組分基因組（或分段基因組）。多組分基因組在病毒中有兩種存在形式：（1）所以核酸組分包裹在同一病毒粒子中，如流感病毒；（2）多個(gè)核酸組分分別被不同的病毒粒子包裹，它們實(shí)際上是由幾個(gè)不同的病毒粒子所組成的復(fù)合體，這類病毒就被稱為多分體病毒。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家一直認(rèn)為多分體病毒為植物和真菌所特有，且僅存在于正單鏈RNA（+ssRNA）病毒中，如黃瓜花葉病毒屬（Cucumovirus）和苜?；ㄈ~病毒（AMV），它們均有四條核酸鏈，但被包裝在三種或四種不同大小的粒體中。

“這是一件非常奇特的事情”，來(lái)自澳大利亞悉尼大學(xué)的病毒學(xué)家Edward Holmes（未參與該項(xiàng)研究）說，“就像病毒被肢解了一樣。如果你將它比作人類的身體，就好比一個(gè)人將他的腿、手臂和軀干放在了不同的地方，然后某個(gè)時(shí)間，所有的部分以某種方式聚集到了一起，它們就像單個(gè)完整病毒一樣發(fā)揮作用。我認(rèn)為自然界中還沒有其他物種以這種方式行動(dòng)。”

大部分病毒都具有單一的結(jié)構(gòu)，有些病毒的核酸會(huì)包含多個(gè)基因組，比如6個(gè)左右，但是通常所有基因組都包裹在一個(gè)微小的球狀粒體中（單分體病毒），這種病毒微粒直徑大概只有人類頭發(fā)絲的500分之一寬。

“你可以將它想象成一個(gè)帶刺的微迷你網(wǎng)球，” Edward Holmes說。

當(dāng)病毒侵染細(xì)胞時(shí)，這個(gè)球狀物就附著到細(xì)胞表面，打開球體，將其基因組輸入細(xì)胞里面。

嗖的一聲！細(xì)胞就被侵染了。這就是通常病毒侵染的過程，一個(gè)病毒顆粒附著在一個(gè)細(xì)胞上。

但是GCXV瓜伊科庫(kù)蚊病毒不是這樣的。它包含5個(gè)基因組，并且不同的基因組分別被包裹在不同的病毒粒子中（多分體病毒）。想象一下有5個(gè)網(wǎng)球，顏色各不相同：紅色的、藍(lán)色的、綠色的、黃色的以及橙色的。

Cell Host & Microbe的這篇研究顯示，只有當(dāng)其中四種不同顏色的“網(wǎng)球”都附著到細(xì)胞上時(shí)，蚊子才會(huì)受到病毒的成功侵染，否則侵染就會(huì)失敗。

“在病毒感染蚊子過程中，第五個(gè)節(jié)段似乎是可有可無(wú)的“，該文第一作者Jason Ladner稱，其可能控制著宿主的感染強(qiáng)度。

Jason Ladner及其研究團(tuán)隊(duì)是在瓜科伊地區(qū)（Guaico）的一種庫(kù)蚊（Culex）體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的這種病毒，因此他們將其命名為瓜科伊庫(kù)蚊病毒（Guaico Culex Virus）。庫(kù)蚊是美國(guó)十分常見的一種蚊子，并且能夠傳播西尼羅病毒。

該研究是一項(xiàng)更大的項(xiàng)目中的一部分，這個(gè)項(xiàng)目旨在探究除了Zika病毒和黃熱病毒，蚊子中還有哪些潛在病毒可能會(huì)威脅到人類。

Ladner的研究團(tuán)隊(duì)走遍世界各地收集蚊子，觀察其中存在哪些病毒種類，就為了在這些病毒成為人類健康的威脅之前發(fā)現(xiàn)并解析它們。

“我們?cè)囍_保下一個(gè)病毒病爆發(fā)時(shí)我們不會(huì)傻了眼，感到措手不及”，本文的通訊作者病毒學(xué)家Gustavo Palacios聲明，“隨著新發(fā)現(xiàn)的病毒正呈現(xiàn)出越來(lái)越大的多樣性，誰(shuí)也無(wú)法預(yù)料哪一種病毒會(huì)成為下一個(gè)人類健康的威脅?！?/p>

迄今為止，瓜伊科庫(kù)蚊病毒似乎還不會(huì)侵染人類。但是Ladner及其威斯康星大學(xué)同事在烏干達(dá)的紅疣猴體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這種類似病毒。

事實(shí)上，每年科學(xué)家們都會(huì)發(fā)現(xiàn)上千種新病毒，隨著新技術(shù)的飛速發(fā)展，目前鑒定病毒的種類已經(jīng)不是一件難事了，但是要了解病毒的侵染方式和潛在致病性卻不是那么簡(jiǎn)單的，對(duì)于病毒而言，充滿了太多的未知性和可能性，所以我們必須防患于未然。

因此，選擇一個(gè)好的有效的研究工具就顯得極為重要。

單分子RNA FISH是近年來(lái)新興的一種RNA檢測(cè)技術(shù)，不同于DNA FISH和IHC，該技術(shù)通過設(shè)計(jì)探針，能夠特異性地識(shí)別RNA，再利用探針上標(biāo)記的不同熒光染料，可以實(shí)現(xiàn)在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀測(cè)單分子RNA的定位和表達(dá)情況。由于多數(shù)病毒的核酸物質(zhì)為RNA，因此在病毒研究中，RNA FISH幾乎成了觀測(cè)病毒侵染及轉(zhuǎn)移的必備工具。

本文在研究瓜伊科庫(kù)蚊病毒GCXV的多組分侵染機(jī)制時(shí)就利用了LGC Biosearch公司的單分子StellarisRNA FISH探針（國(guó)內(nèi)授權(quán)代理商：基因有限公司），作者設(shè)計(jì)了一系列不同熒光基團(tuán)標(biāo)記的分別特異性靶向5個(gè)核酸片段的探針（其中1-3為一組，3-5為一組），在熒光顯微鏡下觀察了病毒侵染細(xì)胞中GCXV不同核酸片段的共定位情況。

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