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     时间:2021-04-08 08:05:14  来源:

    巨细胞病毒感染通常对成人无害。但是,在怀孕期间,该病毒可能会传播给未出生的婴儿并引起畸形。一旦病毒侵入人类细胞,它们便开始产生大量病毒蛋白。其中包括500多种蛋白质和多肽,其中200多种以前未知。

    这项发现是通过在德国巴伐利亚州的朱利叶斯-马克西米连大学-维尔茨堡大学病毒学系开发的一种新的生物信息学分析方法得以实现的。Lars D?lken教授和Florian Erhard教授的团队已在自然方法杂志上发表了他们的方法。这项新技术与医学应用有关,因为,例如,用于逃避免疫系统的病毒蛋白库知识对于抵抗感染或开发疫苗至关重要。

    JMU的开发使核糖体活动的捕获比以前更加准确。所有蛋白质和肽都组装在细胞的众多核糖体上。在病毒感染期间,核糖体还合成病毒需要繁殖的所有蛋白质。组装说明由特殊的信使分子mRNA发出。

    研究人员问:细胞核糖体中产生哪些蛋白质和肽,量是多少?由于病毒感染的压力,这种状况如何变化?他们使用使用核糖体谱分析(Ribo-seq)的最新高通量测序方法解决了这些问题。这些技术将核糖体活动(所谓的翻译过程)可视化为周期性模式。

    “以前,许多错误源通常在分析Ribo-seq数据时无法可靠地检测翻译事件,” Florian Erhard说。而且,在所有mRNA的至少一半中,较短的开放阅读框(sORF)位于已知的开放阅读框(ORF)之前。很难精确地确定测量数据,但是它们是重要的细胞调节机制,尤其是在压力下。

    新的生物信息学程序称为PRICE,可大大改善翻译事件的识别。“我们的方法能够高精度地解决复杂的情况,例如重叠的ORF或异常的起始密码子。这使我们能够首次高精度确定全基因组的所有翻译区域。” Erh​​ard教授解释说。

    结果,JMU团队发现了各种新的细胞和病毒肽。此外,研究人员观察到,MHC-1分子可在细胞表面有效呈现数百种sORF肽。Lars D ?? lken说:“因此,sORFs编码了一种可以被我们的免疫系统识别的新型抗原。”“因此,我们假设sORF参与了免疫控制机制,特别是在病毒感染和应激反应期间。”所有这些发现为更好地了解病毒感染对生物的影响开辟了新的可能性。

    PRICE方法将对基础研究产生最大的影响。Ribo-seq是近年来在几乎所有生物医学研究领域中应用的方法。D ?? lken说:“ PRICE现在使我们能够更深入地分析所有现有和将来的数据集,并且准确性大大提高。”他认为收益如此之大,以至于有理由重新分析所有先前发布的数据。

    为了使之成为可能,维尔茨堡州的科学家将其分析工具作为互联网上的开源软件提供。他们认为他们的方法将被广泛使用,并成为分析Ribo-seq实验的国际标准。他们写道:“我们坚信,增强的数据分析将在生物医学研究的许多领域中提供必不可少的新见解。”

    在病毒学方面,新方法可能有助于更好地了解巨细胞病毒。例如,尚不清楚为什么病原体感染会在某些未出生的婴儿或移植受者中造成严重损害,而其他人则完全没有作用。

     

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