Cell重磅:人类-病毒蛋白质相互作用图谱面世

医疗健康 来源:生物探索

近日,一部豆瓣评分9.2的韩国电影《寄生虫》广受大家的好评。故事也正如片名一样,讲述了一个贫困家庭“寄生”于富人家庭的故事。说到寄生,其实人体内的寄生事件更是数不胜数,最常见的便是病毒的感染。

病毒是一种比真菌和细菌小得多的感染性微生物,要想生存,它就必须找到合适的活体细胞作为“宿主”寄生于其内部,再利用复杂的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)来强占宿主细胞的生存功能来汲取养分。宿主细胞也不甘示弱,也通过PPI来启动激活先天抗病毒防御和适应性免疫系统来控制病毒复制。但在这场较量中,一旦被寄生的宿主细胞“战亡”,在其体内迅速繁殖的大量“寄生”病毒便会倾斜而出,重新踏上新的“寄生”之旅,感染更多健康细胞。


图片来源:参考资料[1]

因此,蛋白质与蛋白质相互作用(PPI)的相关知识对于理解病毒与宿主之间的关系至关重要。目前,科学家主要通过高通量方法来研究蛋白质间的相互作用,虽然获取了很多新发现,但这种方法在可扩展性方面的不足也限制了进一步的研究。

8月29日,来自美国哥伦比亚大学医学中心的生物学家在《Cell》杂志上所发表的一篇论文表示,研究人员已开发了一种新开发的计算框架,称为P-HIPSTer。它能利用蛋白质结构信息推断病毒蛋白和人类蛋白之间的相互作用,能有效弥补高通量方法扩展性不足的缺陷。

研究人员表示,目前已通过P-HIPSTer对已知的1000余种可感染人类的病毒及其编码的大约13000种蛋白质进行了研究。该算法预测了大约28.2万个可能的相互作用蛋白对,其准确度接近80%,代表了人类-病毒蛋白质相互作用的综合目录。这一图谱的诞生,标志着建立不同生物间物理相互作用综合制图的第一步,对人类免疫学和传染病的进一步研究提供非凡的贡献。

除此之外,研究人员表示,通过P-HIPSTer他们还意外发现了大量关于病毒如何感染人类细胞并导致疾病的信息,包括雌激素受体在调节寨卡(ZIKA)病毒感染中的作用、人乳头瘤(HPV)病毒如何导致癌症、病毒如何影响人类基因组等等。

该研究领导者哥伦比亚大学Vagelos医生和外科医生学院系统生物学系与和微生物学和免疫学系的助理教授Sagi Shapira博士表示,通过该研究所绘制的人类-病毒蛋白互作图鉴,可以帮助科学家突破目前研究的瓶颈,更加深入地了解病毒蛋白质与人类蛋白质间相互作用。接下来,P-HIPSTer将被使用于一些更复杂病原体的得研究,如寄生虫和细菌的研究;未来,关于农作物或牲畜的病毒或病原体的研究也会在P-HIPSTer技术的推动下不断深入。

参考资料:

[1] A Structure-Informed Atlas of Human-Virus Interactions

[2] Detailed Map Gives Scientists a New Window into how Human-Infecting Viruses Work

来源:生物探索

(原标题:Cell重磅:带你了解病毒如何感染人类!人类-病毒蛋白质相互作用图谱面世)
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