蚊媒病毒感染出版社有限公司局限于热带地区正在蔓延。据世界卫生组织估计，全世界每年有多达4亿人感染登革热病毒，目前尚无针对这种疾病的治疗方法。现在，来自Stowers医学研究所的研究发现了登革热和其他数百种病毒如何在宿主体内复制的令人惊讶的策略，有可能有助于开发新的抗病毒治疗方法和疫苗。
由Stowers博士前研究员Luciana Castellano在副研究员Ariel Bazzini博士实验室领导的这项研究于2024年7月22日发表在《分子系统生物学》杂志上，该研究揭示了登革热病毒基因组使用效率较低的密码子或“词汇”来制造自己的蛋白质，利用宿主的机器进行复制和传播。密码子是由三个核苷酸组成的序列，或者说是遗传密码中的“单词”，它们帮助制造蛋白质。研究人员发现，其他数百种病毒也在其遗传密码中使用“单词”，这些“单词”在蚊子和人类宿主中效率较低。
巴齐尼说:“既然我们知道登革热和其他病毒在感染我们的细胞时使用什么，我们就有了如何帮助预防这些致命疾病的线索。”
登革热病毒需要在其单链RNA基因组中编码的蛋白质来繁殖，但病毒不能自己产生它们。这种病毒必须使用宿主细胞的蛋白质生产机制，因此研究人员假设登革热病毒会使用密码子或类似于蚊子和人类的“词汇”。
巴齐尼说:“遗传密码对所有生物体来说都是通用的，它包含64个密码子，即RNA的三个核苷酸‘单词’，它们指定了构成蛋白质的氨基酸。”
遗传密码的性质允许多个密码子指定相同的氨基酸。功能类似于语言中的同义词，指定相同氨基酸的密码子称为同义密码子。
但就像每个同义密码子都是一个不同的词一样，每个同义密码子都有各自的特性，这些特性会影响细胞制造蛋白质的效率以及RNA的稳定性。此外，一个特定的同义密码子在一个物种中可能是有效和最优的，但在另一个物种中可能是低效和非最优的。这个概念被称为密码子最优性。Bazzini实验室研究人类和其他脊椎动物的密码子最优性密码，在这项研究中，研究人员首次发现蚊子基因组也遵循自己的最优性密码。
这组科学家发现，登革热病毒倾向于使用在蚊子和人类宿主中被认为不太理想的同义密码子，这与他们最初的预测相反。
卡斯特拉诺说:“我们惊讶地发现，登革热病毒优先使用宿主效率较低的密码子，这可能是一种逃避宿主抗病毒反应的策略。”
“病毒在感染宿主的过程中积累突变。我们惊讶地发现，登革热病毒基因组中针对这些效率较低的密码子的突变增加了登革热病毒在蚊子和人类细胞中的适应性，”Bazzini实验室的生物信息学分析师Ryan McNamara说，他的贡献是这项工作的关键。
研究小组分析了数百种其他感染人类的病毒，发现其中许多病毒，包括艾滋病毒和SARS-CoV-2，优先使用相对于人类效率较低的密码子，这表明它们已经进化出一种“低效”的基因组，作为一种策略，以有利于病毒的方式利用宿主细胞资源。病毒之间的保守偏好不仅对理解病毒如何进化，而且对理解宿主-病原体关系如何随时间变化具有重要意义。
巴齐尼说:“从根本上说，这项工作改变了我们对病毒和宿主细胞之间关系的看法。”
卡斯特拉诺说:“在未来，我们希望能更好地了解病毒从这些低效密码子中获益的机制，以及病毒可能通过操纵哪些分子来获得控制权。”
美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)报告说，去年以来，美洲的登革热病例增加了一倍，并警告说，美国感染登革热的风险也在增加
巴齐尼说:“随着蚊子向更广泛、更全球化的地区传播，我们需要开始认真考虑如何对抗登革热和其他蚊子传播的病毒感染。”
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