《定向进化重组酶实现高特异性切除HIV-1前病毒》

  • 来源专题:艾滋病防治
  • 编译者: 门佩璇
  • 发布时间:2016-02-25
  • 来自德国德累斯顿工业大学与德国汉堡海因里希•佩特研究所的研究人员合作,开发出一种能够有效实现清除体内HIV病毒的方法,目前该方法在动物实验身上已经取得了成功。研究结果2月22日在线发表于新一期的《Nature Biotechnology》上。

    得益于联合抗逆转录病毒疗法(cART)的广泛开展,人类可以有效地抑制HIV-1病毒在体内的复制,但却不能实现根除体内病毒的目标。病毒以整合前原病毒的形式存在于少量细胞中,一旦cART治疗中止,病毒就重新在体内繁殖开来。原病毒是指插入到宿主细胞染色体内并随细胞分裂进入子代细胞,但不影响其细胞状态的病毒基因组。研究人员利用衬底定向进化的方法合成了一种重组酶Brec1,它能够准确地定位并识别多数临床常见的HIV病毒株与亚型,并能够精准安全地从感染细胞中移除整合前原病毒。研究结果显示,该方法在体外试管细胞标本和小鼠体内实验中均取得了成功。实验结果还发现,宿主细胞和正常的基因功能并未遭到破坏,原病毒清除后,机体的免疫功能可逐渐恢复正常。

    研究人员表示,Brec1将有潜力应用于临床治疗,使HIV-1病毒根治成为可能,实现治愈艾滋病的终极目标。

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    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-21
    • 2024年4月17日,洛克菲勒大学Luciano A. Marraffini、芝加哥大学Phoebe A. Rice共同通讯在Nature发表题为DNA glycosylases provide antiviral defence in prokaryotes的文章,发现了原核生物利用DNA糖基化酶防御病毒感染的新机制。迄今为止,这些酶在抗病毒免疫方面还不太被认可,然而作者指出其在细菌和噬菌体之间正在进行的进化军备竞赛中发挥着关键作用。通过创新实验方法,该团队绕过了现有基因组数据的限制,探索了环境DNA(eDNA)尚未开发的潜力,发现新的抗病毒防御机制。 这项研究始于一种策略性方法,通过用裂解大肠杆菌T4噬菌体感染携带土壤宏基因组DNA库的大肠杆菌来分离防御基因。该策略鉴定了一种以前未知的DNA糖苷酶Brig1,其特异性靶向并从T4噬菌体基因组中去除α-葡糖基羟甲基胞嘧啶(α-葡糖基hmC)核碱基。当Brig1作用于病毒DNA时,它会产生无碱基位点,有效地阻止病毒复制的进程。Brig1的特异性是显著的:它能够在体外降解T4噬菌体DNA,证明其直接参与阻碍病毒生命周期。经过仔细检查,发现Brig1是一种具有最低裂解酶活性的单功能糖基化酶,这意味着它能切除受损或修饰的碱基,而不会立即切割DNA的磷酸二酯酶骨架。相反,在适当的条件下,它会产生无碱基位点,导致β-消除反应后的双链DNA断裂。 作者通过分离成功绕过酶防御的“逃避者”噬菌体,进一步阐明了Brig1的有效性。对这些逃避者的基因分析揭示了T4α-葡糖基转移酶基因的突变,表明Brig1靶向噬菌体自身引入的葡糖基化标记。重要的是,该研究在不同细菌分支的不同细菌防御基因座中都检测到了Brig1的同源物,表明这些糖基化酶赋予了细菌对一系列T噬菌体的免疫力。Brig1对α-葡糖基hmC的特异性表明,T噬菌体可能进化出了羟甲基胞嘧啶的不同修饰模式,以逃避宿主编码的DNA糖苷酶(如Brig1)的识别和降解。 此外,该研究强调了Brig1和宿主DNA修复途径之间的相互作用。Brig1对病毒DNA的作用导致可能触发宿主修复机制的改变,随后进一步降解噬菌体基因组,从而放大抗病毒反应。 总的来说,这项研究展示了原核生物中一类以前未被识别的抗病毒蛋白——DNA糖基化酶——它们作为分子哨兵防御噬菌体入侵。Brig1及其同源物的发现为未来研究原核宿主及其病毒捕食者之间的动态相互作用开辟了令人兴奋的途径,对生物技术和理解宿主-病毒相互作用的自然进化具有重要意义。这项工作强调了筛选未测序DNA样本以揭示新型免疫系统的能力,并扩展了我们对细菌防御的复杂性和多功能性的了解,还指出存在更广泛的相关糖苷酶家族,每种糖苷酶都可能靶向不同噬菌体群体中hmC核碱基的不同修饰。
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    • 来源专题:重大新药创制—研发动态
    • 编译者:杜慧
    • 发布时间:2019-10-23
    • 1111MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0 免疫失调、多内分泌病、肠病,X连锁(IPEX)综合征是由FoxP3突变引起的破坏性自身免疫疾病,FoxP3是调节T细胞(Treg细胞)发育和功能所必需的转录因子。同种异体造血干细胞移植(HSCT)可以治愈,但通常无法获得合适的供体。我们展示了利用慢病毒载体(LV)在内源性人FoxP3调控元件控制下恢复FoxP3表达的自体HSCT和基因治疗的策略。无论是小鼠移植模型还是人用LV修饰的HSCs移植的小鼠,对CD4+CD25+FoxP3+Treg细胞都表现出高水平的LV表达选择性。狼疮(FoxP3mut)造血干细胞的LV转导可恢复体外抑制T细胞增殖的功能FoxP3+ Treg细胞的发育,并在体内拯救狼疮自身免疫性表型。这些发现证实了自体HSC移植治疗IPEX患者的临床前疗效,并可能为新的自体免疫细胞疗法提供有价值的见解。