《单分子测序揭示艾滋病病毒可变剪切新模式》

  • 来源专题:艾滋病防治
  • 编译者: 李越
  • 发布时间:2012-11-15
  • 最新一期Nucleic Acids Research上发表了一篇利用PacBio单分子测序方法对HIV-1病毒转录组可变剪切模式的研究。HIV-1病毒是一种典型的RNA病毒,其基因组比目前已知的任何一种病毒基因组都复杂。HIV-1只有一个转录起始位点,却有多种剪切异构体,是研究可变剪切的一种较好模型。在采用第二代测序平台研究转录组的可变剪切时,生成的片段过短,需要进行片段拼接后才能分析选择性剪切。然而片段拼接会失去转录组可变剪切的真实信息,往往只能通过猜测和推断来分析剪切位点。而单分子测序则不同,其生成的长片段能够使研究者们一次性完成对cDNA的通读,直接识别剪切位点。PacBio单分子测序的一大突出优势就是读长长,利用这样的长读长研究者们就能够更容易的分析选择性剪切模式。在这项研究中,研究人员先将HIV-1的转录组进行反转录,随后再进行cDNA测序。研究人员分别提取不同病人体内感染了HIV-1病毒的T细胞和HOS细胞中的RNA,反转录获得了病毒的cDNA产物,而后在PacBio平台上进行单分子测序。通过分析,他们发现了109个HIV-1独有的可变剪切产物,其中两个还编码新的蛋白。研究表明,HIV-1的剪切模式具有很大的异质性,在不同细胞、不同病人中其剪切模式和异构体明显不同,而且即使是在同一细胞同一病人中,在不同的时间段剪切模式也会发生改变。   该研究证实,PacBio生成的长读长数据能够很好的帮助研究人员进行转录组研究,有助于在大范围内对可变剪切位点进行直接分析。此外PacBio的CCS测序模式能够提供准确度非常高的序列数据,使得转录组可变剪切位点分析更加准确。
  • 原文来源:http://www.chinaids.org.cn/n16/n1193/n4388/838078.html
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-08-28
    • 在某些未接受抗逆转录病毒治疗而能够控制病毒复制的艾滋病病毒1型(HIV-1)感染者中,病毒经常整合到人类基因组的特定区域,其中的病毒转录受到抑制。这一,26日在线发表在英国《自然》杂志上。   只有不到0.5%的HIV-1感染者,能够保持对HIV的无药物控制。虽然在这些人体内存在的具备复制能力的病毒库,但一直以来科学家都不清楚这种无药物控制究竟是如何实现的。   美国麻省总医院、麻省理工学院和哈佛拉根研究所的研究团队,此次比较了64名保持HIV-1无药控制者的细胞和41名正在接受抗逆转录病毒治疗者的细胞中的前病毒(已整合到宿主细胞DNA中的病毒基因组)。研究人员发现,能实现无药控制的所谓“精英控制者”,其细胞中的前病毒数量中位数明显低于接受抗逆转录病毒治疗者的细胞。然而,在这些“无药精英控制者”的细胞中,有较大比例的前病毒序列基因是完整的。   研究团队利用染色体整合位点分析发现,在“无药精英控制者”中,病毒被整合到DNA的非蛋白编码区域或19号染色体上的KRAB-ZNF基因中。这些区域由紧密组合的DNA(称为异染色质)组成,通常不利于HIV-1整合。他们还发现,整合位点往往离宿主转录起始位点更远。研究人员认为,这种深层病毒休眠或潜伏在维持对HIV-1的无药控制方面有一定的作用,但他们指出,这一过程并非完全永久或不可逆转。   HIV治愈分两种,一种是清除性治愈,即一次性彻底完全清除体内所有HIV病毒;另一种则是功能性治愈,即抑制住HIV病毒复制,达到目前水平检测不出的状态。   研究团队在分析其中某一人的15亿多个外周血单核细胞时,无法从中检测到任何完整的前病毒序列。他们谨慎地认为,这个人可能已经实现了HIV的清除性治愈,这种效果以前只在造血骨髓移植后观察到过。   总编辑圈点   世界上第一位被成功治愈的艾滋病患者,是13年前著名的“柏林病人”,他接受了干细胞移植治疗,成为公认的功能性治愈艾滋病患者。目前,功能性治愈也是HIV治疗的重点,不过后续研究认为“柏林病人”虽然不是一个偶然事件,却也不适用于所有患者,而且当时的治疗过程也令“柏林病人”承受了巨大痛苦。而此次对无药控制者基因序列的详尽分析,或能为人们揭示其中的奥秘,从而为真正的清除性治愈带来希望。
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    • 来源专题:艾滋病防治
    • 编译者:李越
    • 发布时间:2012-11-15
    • 利用超分辨率显微镜,研究人员证实在攻击宿主细胞前HIV-1病毒包膜蛋白(envelope protein)会聚集在一起。这对于成功地感染到底有多么重要呢?   实际上,一个HIV颗粒的外表并不像科学家们和艺术家们长期以来描绘的那样像一个长刺的Koosh球。尽管病毒包膜有超过100个糖蛋白刺突的空间,在它的表面实际上只保留了大约10个蛋白。科学家们推测这可能是对免疫系统的一种防御——越少的表面蛋白意味着免疫系统细胞越少有地方结合识别病毒。   但一直以来科学家们对于HIV感染之前及其过程中这些少量蛋白的分布及排列并不清楚。现在多亏有了高分辨率显微镜,研究人员确定了为发动攻击HIV-1糖蛋白如何聚集到一起武装病毒的机制。   海德堡大学的病毒学家Hans-Georg Kräusslich和马克思普朗克生物物理化学研究所的物理学家Stefan Hell联手调查了这些不同寻常的蛋白围绕病毒包膜的分布。传统的光学显微镜只能解析一半可见光波长,大约500-600nm的距离,因此任何小于250nm大小的东西都无法与附近的分子区别开来。由于HIV-1病毒粒子直径只有140nm,研究人员采用传统的光学显微镜不能确定单个蛋白在病毒包膜上的位置。   在新研究中,两位科学家采用了一项称作受激发射损耗(STED)显微镜的超分辨率显微镜技术检测了未成熟及成熟的HIV-1颗粒。研究人员发现未成熟颗粒的糖蛋白分散在病毒包膜上。然而在成熟病毒上,病毒内一个蛋白质裂解过程重排了内部的蛋白质格局,随后改变了病毒的外表面,使得糖蛋白聚集形成病毒表面一个斑块(patch)。这样的蛋白质斑块附着到宿主细胞的受体上,从而使得病毒能够停靠进入并感染细胞。   研究人员发现这种糖蛋白聚集是病毒高效停靠及随后感染的必要条件。无法使得表面蛋白聚集的病毒则不善于感染宿主细胞。   Kräusslich说:“我们并不是说这一过程是感染中最重要的步骤,但它有助于了以更好的方式了解病毒的附着和融合过程,据此来干扰它。”   Kräusslich和Hell计划继续利用STED显微镜来观察招募至宿主细胞上HIV病毒停靠位点的其他分子。“现在我们能够以这种分辨率观察单个事件,我们还想鉴别其他的因子以及它们的特征,”Kräusslich说。