HIV は細胞内の活性遺伝子を標的とする

2002 年 9 月 22 日

HIV は細胞内の活性遺伝子を標的とする

2002 年 9 月 22 日

カリフォルニア州ラホーヤ – HIV が宿主細胞のゲノムの活性領域に選択的に挿入されることを、ソーク研究所の研究者らが初めて発見した。 ウイルスが自己発現に忙しい細胞のゲノム領域に自らを引っ掛けるという事実は、HIV がなぜこれほど急速に複製、つまり自己複製できるのかを説明するのに役立つかもしれません。 この研究結果は、Cell誌の23月XNUMX日金曜日号の表紙記事として掲載されます。

「HIVは遺伝子だけでなく、活性遺伝子も標的にしているようだ」と、研究チームを率いた感染症の専門家であるソーク研究者のフレデリック・ブッシュマン氏は語った。 「細胞に組み込まれたウイルスゲノムの効率的な発現を促進するためにターゲティングが進化したのであれば、これは生物学的に非常に理にかなっています。」

感染症研究所のブッシュマン准教授は、この発見はより効果的な遺伝子治療の開発に影響を与える可能性があると述べた。 遺伝子治療には、変異したレトロウイルスを使用して欠陥のあるゲノムに新しい遺伝子を挿入することにより、遺伝性疾患を治療することが含まれます。 遺伝子治療は、レトロウイルスの標的特異性についてさらに知り、それを利用することで、より安全で効果的なものになる可能性があると同氏は述べた。

HIV のようなレトロウイルスは、細胞に感染し、ウイルスの RNA ゲノムの DNA コピーを作成し、その DNA コピーを宿主の染色体に組み込むことによって自らを複製します。 宿主のゲノムが「読み取られて」タンパク質や遺伝子産物が生成されると、ウイルスのゲノムも読み込まれ、ウイルス自体が複製されます。 ブッシュマンと彼のチームが答えようとした疑問は、ウイルスがヒト染色体のどこに組み込まれるのかということだった。

研究チームは、最近公開されたヒトゲノム配列を利用しました。 研究者らは、組織培養中のヒト細胞にHIVウイルスを感染させ、細胞を壊してDNA断片の配列を決定し、ウイルスDNAがどこに行き着くのかを調べた。 DNAセグメントを公表されているヒトゲノム配列と照合することで、ウイルスDNAの大部分が染色体上の中間の場所ではなく、ヒト遺伝子が存在する領域に存在することが判明した。

次に研究者らは、「これらの遺伝子には一体何があるのでしょうか？」と尋ねました。 活性遺伝子なのか、それとも、遺伝子であることが良いことなのか。」 もう一つの新技術である、活性遺伝子によって作られる産物のスクリーニングに役立つ遺伝子チップを使用したところ、研究者らは、標的となった遺伝子が不釣り合いに活性な遺伝子であることを発見した。

実際、ブッシュマン氏によると、標的となる遺伝子は、特に HIV 自体の感染によって活性化される遺伝子だという。 ウイルスが細胞に侵入すると、感染に応じて新しいタンパク質を生成するなどの細胞の反応が引き起こされます。 つまり本質的に、HIV ウイルスは両刃の剣を振り回し、弱点を作り、それを利用します。

ブッシュマン氏によると、HIVに感染した細胞のほとんどはXNUMX～XNUMX日以内と比較的早く死滅するため、ウイルスにとっては迅速に増殖できることが有利だという。 「細胞内のヒトゲノムのさまざまな部分に組み込まれるウイルスは、非常に異なる効率で複製します」とブッシュマン氏は述べた。 「ゲノムを発現させるのが難しい悪い場所もあれば、非常に効率的に発現できる場所もあります。」 HIV は非常に効率が良いようです。

ブッシュマン氏によると、HIVは宿主と長期的に共生するように進化してきた他のタイプのゲノム病原体とは異なるという。 これらは、宿主に害を及ぼさないゲノムの比較的良性の領域を標的とする可能性があり、細胞は生き続け、成長し、分裂し、細胞自体が複製するにつれて病原体も複製するため、複製します。

「HIVの場合はそうではありません」とブッシュマン氏は言う。 「HIV は攻撃的な標的を定めています。 その標的は宿主にダメージを与えますが、細胞内でわずかXNUMX日かそこらしか生きられない攻撃的な寄生虫にとっては、賢明な進化戦略となります。」

研究チームの他のメンバーには、ソーク感染症研究所のアストリッド・シュレーダー氏（論文の筆頭著者）が含まれていた。 ソークのゲノム分析研究所の Paul Shinn、Huaming Chen、Joseph Ecker。 カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部のチャールズ・ベリー氏。

カリフォルニア州ラホーヤにあるソーク生物学研究所は、生命科学における基礎的な発見、人間の健康と状態の改善、将来世代の研究者の育成に特化した独立非営利機関です。 ジョナス・ソーク医師は、サンディエゴ市からの土地の贈与とマーチ・オブ・ダイムズ先天異常財団の資金援助を受けて、1960年に同研究所を設立した。