学术动态 学术动态

回到完整页面
Genes Dev:科学家发现HIV的治疗新靶标

来源:生物谷      2014-10-28 09:37

就像一个沉睡的巨龙,艾滋病毒可以隐藏在人体细胞中,处于休眠状态,逃避药物治疗,但一旦“清醒”过来,会先下手为强,迅速自我复制,破坏免疫系统。

索尔克研究所科学家已经发现了一种新蛋白质,其参与活性HIV的复制,相关研究员发表在Genes&Development杂志上。新的蛋白质称为Ssu72,是用来“觉醒”处于睡眠状态HIV-1的开关的一部分。

世界各地,超过3500万人感染艾滋病毒,每年约一百万人死于这种疾病。现阶段没有药物能够彻底治愈艾滋病,虽然按时服药能够对其进行控制,但治疗药物有严重的副作用。

研究小组一开始确定了50个左右的蛋白质,以及与HIV中的关键蛋白Tat互作的蛋白。病毒没有Tat后,不能存活。在细胞中,Tat为病毒“把风”,当细胞内环境有利于病毒的复制时,告诉该病毒。当环境合适,Tat揭开病毒转录的序幕,其中HIV读取并复制其RNA来传遍全身。

其中,研究人员关注的是蛋白Ssu72(磷酸酶)。这种酶已被证明在酵母中影响转录机制。果然,她的研究小组发现,Ssu72直接结合Tat,不仅开始转录过程,而且还创建了一个反馈回路来加快转录过程。如果我们靶向Ssu72及Tat之间的这种互动,我们也许能够阻止艾滋病毒的复制。

研究者先前发现CycT1蛋白是另一个关键蛋白,即Tat利用CycT1蛋白来开始病毒复制步骤。经过这些年,研究人员认为Tat只有这一个合作伙伴(CycT1),但是现在发现Tat也结合并刺激Ssu72磷酸酶。

对正常细胞功能而言,CycT1是必需的,所以它不可能是一种理想的抗病毒靶标。然而,研究小组发现,大多数宿主细胞基因生成RNA过程不需要Ssu72,而对于艾滋病毒是需要的,使Ssu72成为一个潜在的治疗靶点。

与Tat交互的许多蛋白质对于正常细胞转录必要的,因此就无法有针对性治疗,现在,该团队知道Tat对于HIV转录是特别需要的,它们下一个计划研究如何靶向该蛋白质Tat例如抑制Ssu72开启转录过程的能力,来开发HIV治疗药物。

A gene-specific role for the Ssu72 RNAPII CTD phosphatase in HIV-1 Tat transactivation.

Yupeng Chen,et al.

HIV-1 Tat stimulates transcription elongation by recruiting the P-TEFb (positive transcription elongation factor-b) (CycT1:CDK9) C-terminal domain (CTD) kinase to the HIV-1 promoter. Here we show that Tat transactivation also requires the Ssu72 CTD Ser5P (S5P)-specific phosphatase, which mediates transcription termination and intragenic looping at eukaryotic genes. Importantly, HIV-1 Tat interacts directly with Ssu72 and strongly stimulates its CTD phosphatase activity. We found that Ssu72 is essential for Tat:P-TEFb-mediated phosphorylation of the S5P-CTD in vitro. Interestingly, Ssu72 also stimulates nascent HIV-1 transcription in a phosphatase-dependent manner in vivo. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) experiments reveal that Ssu72, like P-TEFb and AFF4, is recruited by Tat to the integrated HIV-1 proviral promoter in TNF-α signaling 2D10 T cells and leaves the elongation complex prior to the termination site. ChIP-seq (ChIP combined with deep sequencing) and GRO-seq (genome-wide nuclear run-on [GRO] combined with deep sequencing) analysis further reveals that Ssu72 predominantly colocalizes with S5P–RNAPII (RNA polymerase II) at promoters in human embryonic stem cells, with a minor peak in the terminator region. A few genes, like NANOG, also have high Ssu72 at the terminator. Ssu72 is not required for transcription at most cellular genes but has a modest effect on cotranscriptional termination. We conclude that Tat alters the cellular function of Ssu72 to stimulate viral gene expression and facilitate the early S5P–S2P transition at the integrated HIV-1 promoter.