研究者たちは、活動的または休眠状態にとどまるHIVの決定を支える分子メカニズムを発見した。これは、ウイルスを永久に休眠状態に保つことによって機能する新しい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率いるこの研究は、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。
この発見はまた、幹細胞が幹細胞として残るか、脳や心臓細胞を含む特殊細胞に分裂するかなど、幹細胞がどのように決定するかなど、生物学の他の場所で起こる細胞運命の決定を説明するかもしれない。
上級研究者Gladstone研究所の細胞回路センターのディレクターであるLeor S. Weinberger教授は、金融投資に関する決定を下す際に、このプロセスを「ヘッジする」方法に似ています。
「市場のボラティリティを守る」ために、リスクの高い株式には高い利回りを、一部には低リスクで低利回りのオプションを設定することがあります。
「同様に、HIVは、活動的感染と休眠感染の両方を引き起こすことによって、揮発性環境の中の基地をカバーしている」と彼は説明する。
HIV潜在貯留
HIVが人体に入ると、HIVはその遺伝物質を「宿主」免疫細胞のDNAに挿入する。そうすることで、HIVは細胞の機械にウイルスのコピーを強制することができます。
しかし、HIVに感染した免疫細胞の中には、休眠状態や潜伏状態に陥ったり、新しいウイルスを作ったりしないものもあります。 HIVはこの「潜在的な貯水池」に長時間隠れることがあります。
現在のHIV治療は、体内の活動的なウイルスの量を減らすのに非常に有効です。しかし、彼らは休眠中のHIVに取り組むことはあまりよくありません。治療は止まるとすぐに再開することができます。これはHIVをまだ治すことができない主な理由の1つです。
以前の研究では、ウェインバーガー教授らは、HIV潜伏期は「事故ではなく」、意図的な「生存戦略」であることを示しました。
この戦術は、HIVが最初に体内に侵入する部位では侵入する免疫細胞があまり多くなく、完全に活性化することでそれらをすべて殺した場合には、感染を続行する。
HIVは「遺伝子発現ノイズ」を利用する
侵入した細胞の一部を潜伏状態に置くことによって、HIVは、標的細胞がより多く存在する組織にそれらの細胞が運ばれるまで待つことができ、生存率および進行中の感染率が高くなります。
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して、活性状態または休眠状態を生成することができることを発見した。
科学者が「ノイズ」と呼んでいる遺伝子発現のランダムな変動のため、正確に同じ遺伝子構成を有する2つの細胞は、同じタンパク質の異なる量を産生することができる。その違いは、細胞の機能と運命に影響を及ぼすのに十分である可能性がある。
HIVは、「選択的スプライシング」と呼ばれるメカニズムを用いてその遺伝子を宿主細胞内で発現させる。これは、その遺伝子材料をスライスし、様々な配置でそれをアセンブルすることを可能にする。
非効率的な遺伝子スプライシング
彼らの研究では、HIVに感染した個々の細胞が観察されました。彼らは、ウイルスが宿主細胞の運命を決定するためにランダムノイズを制御するために一種のスプライシングを使用していることを発見しました。
Weinberger教授のグループの研究者であるMaike Hansen博士は、「HIVは、特に非効率なスプライシングの形を利用して騒音を抑制している」と語った。
「これは効率的に働くならば、驚くべきことに、このメカニズムによってウイルスの活性がはるかに低下するが、非能率的なプロセスでエネルギーを無駄にしていることから、
モデリング、遺伝学、イメージングツールの助けを借りて、チームはスプライシングが起こったHIVライフサイクルの段階を初めて確認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が、以前考えられていたように転写中ではなく、その後に起こることを見出した。
転写は、DNAに保持された指示を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伝えるプロセスです。
チームは、非効率なスプライシングプロセスを持つことがウイルスの生存に不可欠であり、効率を改善することは潜在的に永続的にそれを維持することによって敗北させる方法であると結論づけている。
「スプライス回路は、治療的にウイルスを別の方法で攻撃する可能性があります。」
Leor S. Weinberger教授
