兩個引起爭議的實驗顯示,,被稱為RNA干擾的抗病毒機制可能也存在于哺乳動物中,。
圖片來源:JAMES CAVALLINI
在對抗病毒時,包括植物、真菌和蒼蠅等在內的生物會使用與RNA片段有關的一種優(yōu)雅的機制,。在進化歷史的某個階段,,哺乳動物顯然已拋棄這種機制。至少科學家是這么認為的,,不過近日發(fā)表的兩篇有爭議性的報告卻有不同的看法,。
這種RNA抵御機制取決于一個事實:大多數病毒會通過自身復制RNA來繁殖。被入侵的細胞會識別病毒RNA,,并自動啟動RNA干擾(RNAi),,以阻止病毒繁殖和擴散到其他宿主細胞。
RNAi過程開始時,,一種被稱作DICER的酶會將病毒RNA的一個長鏈切成多段(約含22個基因),。接著,宿主細胞的另一種分子將這些片段運走,,阻止病毒RNA復制,。
“這是一個令人難以置信的系統(tǒng),因為它適用于任何病毒,?!比鹗柯?lián)邦理工學院的分子生物學家Olivier Voinnet如是說。Voinnet是其中一篇論文的作者,,這些論文已發(fā)表在《科學》雜志上,。
在過去的15年中,科學家努力尋找這種抗病毒機制存在于哺乳動物中的跡象,。他們對鼠,、人和其他哺乳動物細胞的遺傳內容進行測序,但都歸于徒勞,。最終,,他們推測,哺乳動物已停止使用RNAi來防御病毒,,因為其獲得了另一種防御工具:被稱為干擾素的有毒蛋白,。Voinnet說:“這種觀點認為:干擾素取代了RNAi,而這就是為何哺乳動物不再使用RNAi的原因,?!?
不過Voinnet和他的同行、美國加州大學河濱分校的分子生物學家丁守偉并未被此觀點說服,?!拔覀兿嘈牛瑪祪|年來,,RNAi一直都是抗病毒機制,?!倍∈貍フf,“哺乳動物為何要拋棄如此有效的防御機制呢,?”
為調查真相,,Voinnet的團隊聚焦于小鼠的胚胎干細胞。干細胞并不會產生干擾素蛋白,,因此Voinnet推斷,,這些細胞會使用RNAi來保護自己。事實上,,他和他的團隊在使用病毒感染細胞后,,重新獲得了其RNA片段。為了說明是DICER像在其他生物中一樣導致了該片段,,Voinnet去除了其基因,,片段就再沒有出現(xiàn)。
同時,,丁守偉的團隊試圖在小鼠中尋找RNAi,。他認為,早先的研究沒能在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)RNAi,,是由于其他科學家使用的病毒含有能破壞RNAi片段的蛋白質,。為避免該情況發(fā)生,他使用一種被稱作Nodamura的不起眼的病毒感染了一只7歲的小鼠,,因為他知道如何鎖住其抵御蛋白,。通常情況下,Nodamura病毒會使小鼠死亡,,不過當研究團隊除去其破壞RNAi的蛋白后,,病毒滅絕,而小鼠存活了下來,。丁守偉說:“我確實相信RNAi反應至少與一些感染哺乳動物的病毒相關?!?
美國北卡羅來納州杜克大學醫(yī)學中心病毒學家Bryan Cullen認為,,這些作者也許真的已經從胚胎干細胞中重新發(fā)現(xiàn)了抗病毒RNA片段,不過他認為它們的出現(xiàn)可能無關緊要,,因為“干細胞不是病毒的目標”,。他和同事在成熟小鼠和人體中并未探測到RNAi的跡象,在這個過程中,,他們使用了高度敏感的測序方法,。
紐約伊坎醫(yī)學院的病毒學家Ben tenOever也持懷疑態(tài)度。他表示,,這兩篇論文中的數據并不足以推翻以前沒有發(fā)現(xiàn)哺乳動物中存在抗病毒的RNAi證據的很多研究,。比如,一項研究發(fā)現(xiàn),沒有干擾素蛋白的小鼠在感染了缺少可以鎖住RNAi的蛋白的流感病毒后便會死亡,?!叭绻鸕NAi存在,”他說,,“小鼠就應該活下來,。”
TenOever也認為,,丁守偉和他的團隊在其小鼠實驗中作了過多的假設,。他認為,RNA片段數量增多與病毒減少相關,,不能證明其因果關系,。病毒水平下降,可能是因為病毒失去了防御蛋白而產生的損失,,這是與RNAi無關的原因,。他還說,并沒有證據表明小鼠中的RNA片段是由和其他生物體中一樣的RNAi機制產生的,。
盡管論文的作者在實驗中破壞了干細胞中的DICER,,但他們并沒有在已感染病毒的小鼠細胞中做同樣的實驗?!斑@令人沮喪,。”TenOver說,,“真正的原理證明沒有完成,。”他計劃立即進行DICER實驗,。
Voinnet稱,,他希望其他人質疑他的發(fā)現(xiàn)?!熬拖袷侨耸艿揭蝗驌艉?,就需要考慮剛剛發(fā)生了什么?!彼f,。他歡迎在該領域的討論?!拔蚁M藗冎辽贂fRNAi可能存在于哺乳動物中,,然后我們一起努力去證明?!?
得克薩斯大學的病毒學家Chris Sullivan扭轉了這個關于RNAi的故事,。在近日發(fā)表的一篇報告中,,他和他的團隊發(fā)現(xiàn)了哺乳動物在感染病毒后激活其RNAi機制的證據,不過該機制卻是用來抑制干擾素反應的,,這對宿主細胞來說是危險的,。(張冬冬)