Ny forskning afslører, hvordan den fælles virus, der forårsager kolde sår - herpes simplex 1 - invaderer vores celler og tager kontrol over deres maskiner til at replikere sig selv og skjule af immunsystemet.

Virusser indsætter deres DNA i værtsceller og bruger deres maskiner til at lave kopier af sig selv.

Opdagelsen er signifikant, fordi den giver ny information om, hvordan viruset påvirker processer i cellen i stedet for immunsystemet.

Forskere fra University of Cambridge i Storbritannien og to tyske institutioner: Julius-Maximilians-Universität Würzburg og Ludwig-Maximilians-Universität München, rapporterer deres resultater i tidsskriftet Naturkommunikation .

De beskriver, hvordan HSV-1 indsætter dets DNA i vores celle-DNA, overtager og forstyrrer produktionen af ​​celleproteiner, mens den bruges til at lave perfekte versioner af sine egne proteiner.

Herpes simplex virus 1 (HSV-1) er meget almindelig og normalt harmløs. De fleste bliver smittet af deres tidlige 20'ere, og efter den første infektion forbliver virussen slumrende i ansigtsnervevævene.

Nu og da blokerer virussen op og forårsager milde forkølelsessymptomer. Men der er også tilfælde hvor HSV-1 kan føre til livstruende sygdom. For eksempel i intensivafdelinger kan det forårsage alvorlige lungeproblemer.

Og selv hos raske mennesker er der sjældne tilfælde, hvor HSV-1 spontant kan forårsage betændelse i hjernen, hvilket resulterer i irreversibel hjerneskade.

Fra gener til proteiner: transkription og translation

Vores DNA-kode indeholder instruktionerne til at lave alle celler i hele vores krop og det arbejde, de gør. Hver celle indeholder DNA for hele individet, men ikke hver celle skal adlyde alle instruktionerne i hele DNA'et.

DNA alene gør ikke noget. Forestil dig, at en celle er som en fabrik - dens DNA indeholder fabrikkens kort og instruktionsmanualerne for sin produktionslinje. For at fabrikken skal arbejde, har den brug for arbejdere og maskiner. Den cellulære ækvivalent af disse er proteiner - de arbejdsheste, der udfører alle cellefunktionerne.

For at skabe arbejdsheste eller proteiner gør cellerne til at lave kopier af generne i DNA'et, der er relevante for dem. Leverceller kopierer således gener i DNA'et, der er relevante for leverceller og ignorerer gener og bits af kode relevant for lunger og andre typer af celler.

At tage en arbejdskopi af et gen til fremstilling af et protein kaldes transkription. Transkriptionen holdes i RNA molekyler - de bestemmer hvilke proteiner der skal fremstilles af cellen.

Den næste fase, hvor RNA-molekyler instruerer celleapparatet til at gøre proteiner kaldes translation. Så processen med at bruge DNA til fremstilling af proteiner har to faser - transkription og oversættelse.

HSV-1 forårsager transkription af værtscelleproteiner til at ignorere 'slutkoder'

Virus er ikke som celler - de har DNA, men ingen maskiner. De overlever ved at indsætte deres DNA i DNA-celler fra værtsceller, så i stedet for at producere proteiner til cellerne producerer cellemaskinerne virusproteiner og kopier af viruset. I sidste ende bryder værtscellen og frigiver alle de nye viruspartikler, så de er fri til at gå og kapre andre værtsceller.

Inden for et par timer efter at have invaderet en værtscelle, har HSV-1 beslaglagt proteinfremstillingsmaskineriet og producerer egne proteiner og kopier af sig selv i massiv skala.

Den nye undersøgelse undersøger detaljeret, hvordan HSV-1 formår at gøre dette og undgår opdagelse af immunsystemet, hvilket normalt viser, at celler opfører sig unormalt og dræber dem, før de kan gøre for meget skade.

Studieholdet brugte kulturer af fibroblaster - en type human bindevævscelle. De bemærker, at dette er en ideel celle til undersøgelse af, hvordan HSV-1 tager kontrol over RNA-molekyler og gentranskription.

Forskerne fandt, at inden for 4 timer efter at have kommet ind i cellen, gør HSV-1 noget ret uventet. Normalt stopper processen med transkribering af DNA'et i RNA, når den når slutningen af ​​genet. En sektion af kode, der markerer slutningen af ​​genet fortæller, at transkriptionsprocessen skal stoppe.

Men i en værtscelle kontrolleret af HSV-1 ignorerer transkriptionsprocessen disse endkoder og fortsætter, blindtransskriberer fra DNA til RNA tusindvis af irrelevante afsnit af A, C, G og T-kode - nogle gange fra nabo-gener. Resultatet er masser af ubrugelige RNA-produkter, der ikke kan oversættes til proteiner.

En af de seniorforskere, professor Lars Dölken fra Cambridges afdeling for medicin og Würzburgs virologinstitut, beskriver den effekt, HSV-1 har på værtsens transkriptionsproces:

"Det er som om nogen transkriberer en novelle, men i stedet for at stoppe ved 'The End' fortsætter de og kopierer alle ophavsret og publikationsoplysninger og ISBN-numre i begyndelsen og slutningen af ​​bogen. Dette giver masser af meningsløse, forvirrende og Ubrugelig information."

I mellemtiden transkriberes virusproteiner perfekt

En anden interessant opdagelse er, at selvom værts-DNA'et transkriberes til nonsens, transskriberer det viralt DNA perfekt gennem infektion.

HSV-1 producerer således to resultater, der er til dens fordel. Effekten af ​​at producere nonsens fra værtscelle-DNA'et får cellen til at lukke sig af - for at forhindre immunsystemet i at angribe virusen. Og det hjælper igen med at øge produktionen af ​​virale proteiner og produktionen af ​​nye viruspartikler.

Forskerne bemærker, at deres opdagelse kan forklare, hvorfor så mange tidligere undersøgelser har antydet, at HSV-1 aktiverer et stort antal gener, som normal værtstransskription ville overse. De foreslår, at der sker noget andet: fordi transskriptionen ikke stopper ved slutkoderne, kan det forekomme, at hundredvis af yderligere gener bliver transkriberet, men de oversættes aldrig til proteiner. Prof. Dölken forklarer:

I modsætning til tidligere undersøgelser, der kun studerede enkeltgener, fandt vi også ingen indikation for, at viruset generelt forhindrer behandling af RNA i cellekernen, kendt som splejsning. I stedet forårsager det usædvanlige splejsningsbegivenheder, hvoraf mange aldrig tidligere er blevet observeret."

Undersøgelsen opnår også et betydeligt fremskridt i metoden til at studere vira i celler. Det viser, hvordan en enkelt eksperimentel tilgang kan bruges til at observere og registrere alle ændringer til vært for RNA-transkription og deres virkning på proteinproduktion.

Virusser som HSV-1 kan forblive sovende i deres værter i lang tid og derefter blusse op igen. Hvorfor dette sker, er noget af et mysterium, men i juni 2014, Medical-Diag.com Lærte om en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab Der viste, hvordan interaktioner mellem forskellige vira kan udløse sovende vira.

I den undersøgelse undersøgte forskerne hvordan human herpesvirus 8 genaktiverer. Arbejde først med en musemodel, og derefter gentage resultaterne hos mennesker, fandt teamet, at værtsproteininterferon-gamma efter indledende infektion holdt viruset sovende i kroppen. Men denne effekt blev annulleret efter en infektion fra en orm parasit.

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Video Medicinsk Og Professionel 2025).