INI ADALAH BAGAIMANA HIV MEMUTUSKAN UNTUK MENJADI AKTIF

Para penyelidik mendapati mekanisme molekul yang menyokong keputusan HIV untuk kekal dalam keadaan aktif atau tidak aktif. Ini boleh menyebabkan terapi baru yang berfungsi dengan membiarkan virus dalam keadaan tidak aktif secara kekal.

Mempelajari proses membuat keputusan HIV mungkin dapat membantu kita untuk melawannya.

Kajian itu, yang diketuai oleh pasukan dari Gladstone Institutes di San Francisco, CA, terdapat dalam makalah yang kini diterbitkan dalam jurnal Sel.

Penemuan ini juga dapat menjelaskan keputusan nasib sel yang berlaku di tempat lain dalam biologi - seperti bagaimana sel induk memutuskan sama ada kekal sebagai sel induk atau membezakannya menjadi sel khusus, termasuk sel otak atau jantung, ketika mereka membahagi.

Pengarang kajian kanan Prof Leor S. Weinberger, pengarah Pusat Litar Sel di Institut Gladstone, menyamakan prosesnya dengan bagaimana kita "melindungi taruhan kita" ketika kita membuat keputusan mengenai pelaburan kewangan.

Untuk "melindungi terhadap turun naik di pasar," kami dapat memilih untuk menempatkan sejumlah dana dalam saham berisiko tinggi dengan hasil berpotensi tinggi dan selebihnya dalam pilihan berisiko rendah dan rendah.

"Begitu juga," jelasnya, "HIV meliputi asasnya dalam lingkungan yang mudah berubah dengan menjana jangkitan aktif dan tidak aktif."

Takungan pendam HIV

Setelah memasuki tubuh manusia, HIV memasukkan bahan genetiknya ke dalam DNA sel-sel kekebalan "inang". Melakukan ini membolehkan HIV memaksa mesin sel membuat salinan virus.

Walau bagaimanapun, sebilangan sel imun yang dijangkiti HIV memasuki keadaan tidak aktif, atau laten, dan tidak akan membuat virus baru. HIV boleh bersembunyi di "takungan pendam" ini dalam jangka masa yang lama.

Rawatan HIV semasa sangat berkesan untuk mengurangkan jumlah virus aktif di dalam badan. Namun, mereka tidak pandai menangani HIV yang tidak aktif, yang dapat diaktifkan semula sebaik sahaja rawatan berhenti. Ini adalah salah satu sebab utama kita belum dapat menyembuhkan HIV.

Dalam karya sebelumnya, Prof Weinberger dan rakan-rakannya menunjukkan bahawa kependaman HIV "bukan kemalangan" tetapi "taktik bertahan hidup" yang disengajakan.

Taktik ini "menguntungkan secara evolusi untuk virus" kerana di laman web di mana HIV pertama kali memasuki tubuh, tidak banyak sel kekebalan untuk menyerang, dan jika membunuh mereka semua dengan aktif sepenuhnya, tidak akan ada yang tersisa untuk menjalankan jangkitan.

HIV mengeksploitasi ‘bunyi ekspresi gen’

Dengan meletakkan beberapa sel yang diserang ke dalam keadaan pendam, HIV memastikan pengaktifan dapat menunggu sehingga sel-sel tersebut dibawa ke tisu di mana terdapat lebih banyak sel sasaran, sehingga memastikan peluang yang lebih tinggi untuk bertahan hidup dan jangkitan berterusan.

Pasukan ini mendapati bahawa HIV mampu menghasilkan keadaan aktif atau tidak aktif dengan memanfaatkan fenomena normal di dalam sel yang disebut "fluktuasi rawak dalam ekspresi gen."

Kerana turun naik secara rawak dalam ekspresi gen, yang para saintis juga sebut "kebisingan", dua sel dengan susunan genetik yang sama dapat menghasilkan jumlah protein yang sama. Perbezaannya cukup untuk mempengaruhi "fungsi dan nasib" sel.

HIV mengekspresikan gennya di dalam sel inang menggunakan mekanisme yang disebut "penyambungan alternatif," yang memungkinkannya mengiris bahan genetiknya dan mengumpulkannya dalam berbagai susunan.

Penyambungan gen yang tidak cekap

Dalam kajian mereka, para penyelidik memerhatikan sel-sel individu yang dijangkiti HIV. Mereka mendapati bahawa virus menggunakan sejenis penyambungan untuk mengawal kebisingan secara rawak untuk menentukan nasib sel inang - sama ada aktif atau tidak aktif.

"Kami dapati," kata penulis kajian pertama Dr. Maike Hansen, seorang penyelidik dalam kumpulan Prof Weinberger, "bahawa HIV menggunakan bentuk penyambungan yang sangat tidak cekap untuk mengawal kebisingan."

"Anehnya, jika bekerja dengan efisien," lanjutnya, "mekanisme ini akan menghasilkan virus yang kurang aktif. Tetapi, dengan seolah-olah membuang tenaga melalui proses yang tidak cekap, HIV sebenarnya dapat mengawal keputusannya untuk terus aktif. ”

Dengan bantuan pemodelan, genetik, dan alat pencitraan, pasukan dapat mengenal pasti, untuk pertama kalinya, tahap dalam kitaran hidup HIV di mana penyambungan berlaku.

Mereka mendapati bahawa penyambungan yang tidak cekap berlaku bukan semasa transkripsi - seperti yang difikirkan sebelumnya - tetapi selepas itu.

Transkripsi adalah proses di mana arahan yang terdapat dalam DNA disalin ke dalam RNA untuk memberitahu mesin sel apa yang harus dilakukan atau protein mana yang harus dibuat.

Pasukan ini menyimpulkan bahawa proses penyambungan yang tidak cekap sangat penting untuk kelangsungan virus, dan meningkatkan kecekapannya dapat menjadi cara untuk mengalahkannya dengan menyimpannya secara tetap dalam keadaan terpendam.