Nat,Commun：驚奇！居然有病毒攜帶黑寡婦蜘蛛毒素基因

2016年10月15日訊 一種微小的病毒可能像黑寡婦蜘蛛一樣蜇人。這是美國(guó)范德堡大學(xué)病毒學(xué)家Sarah Bordenstein和Seth Bordenstein對(duì)一種攻擊沃爾巴克氏體（Wolbachia）---該寄生菌不僅成功地感染黑寡婦蜘蛛而且也成功地感染一半以上的節(jié)肢動(dòng)物物種（包括昆蟲(chóng)、蜘蛛和甲殼綱動(dòng)物）---的病毒進(jìn)行基因組測(cè)序時(shí)作出的令人吃驚的發(fā)現(xiàn)之一。相關(guān)研究結(jié)果于2016年10月11日在線發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Eukaryotic association module in phage WO genomes from Wolbachia”。

Seth說(shuō)，“發(fā)現(xiàn)與黑寡婦蜘蛛毒素基因相關(guān)的DNA非常令人吃驚，這是因?yàn)樗鞘状伟l(fā)現(xiàn)噬菌體---感染細(xì)菌的病毒---攜帶類(lèi)似動(dòng)物的DNA。”

正常情形下，噬菌體，如這項(xiàng)研究中研究人員研究的WO噬菌體，攜帶裂開(kāi)和打敗它們感染的原核細(xì)菌細(xì)胞防御系統(tǒng)的特定基因。Seth說(shuō)，不過(guò)在這項(xiàng)研究中，“與黑寡婦蜘蛛毒素基因相關(guān)的DNA片段是完整的和廣泛分布的。也有證據(jù)表明這種噬菌體制造殺蟲(chóng)毒素，但是我們并不確信這些毒素如何被使用。”

研究人員也發(fā)現(xiàn)WO噬菌體擁有許多來(lái)自動(dòng)物基因組的其他DNA片段。這些片段包括在動(dòng)物體內(nèi)真核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的用來(lái)檢測(cè)病原體的DNA序列，這種序列也參與觸發(fā)細(xì)胞死亡。此外，存在幾種被這些細(xì)胞用來(lái)逃避免疫反應(yīng)的基因。Seth評(píng)論道，“這些序列更多是真核病毒而不是噬菌體所特有的?！?/p>

他猜測(cè)，WO噬菌體在這方面如此特別的原因在于它感染的宿主靶標(biāo)的生活周期。一旦沃爾巴克氏體感染宿主節(jié)肢動(dòng)物，它就將自己包裹在這種節(jié)肢動(dòng)物的一層膜中。因此，這種噬菌體不得不強(qiáng)行穿過(guò)這些真核膜以便侵入或逃避。

他說(shuō)，“我們猜測(cè)這種噬菌體在包圍著沃爾巴克氏體的節(jié)肢動(dòng)物細(xì)胞的膜中制造孔，因而允許它克服包圍著沃爾巴克氏體的沃爾巴克氏體膜和節(jié)肢動(dòng)物膜。這可能是它使用這些蛋白中的一些的方式。”

Seth和Sarah的測(cè)序和生物信息學(xué)研究也允許他們鑒定出WO噬菌體用來(lái)將它的基因組插入到沃爾巴克氏體染色體中的DNA序列。這種信息可能提供一種基本的能夠被用來(lái)對(duì)這種沃爾巴克氏體進(jìn)行基因改造的工具箱。

這種能力可能被用來(lái)加強(qiáng)正在進(jìn)行的利用沃爾巴克氏體抵抗登革熱病毒和寨卡病毒的研究。已證實(shí)沃爾巴克氏體阻止這些病毒在傳播它們的埃及伊蚊中增殖。利用沃爾巴克氏體感染蚊子并進(jìn)行傳播已在澳大利亞、巴西、哥倫比亞、印度尼西亞和越南成功地進(jìn)行過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

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