几十年来,科学家们已经认识到人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种可怕的病毒病原体。经过多年的探索工作和广泛的实验,耶鲁大学的一个研究团队解开了其中一个原因。在一项新研究中,由免疫学家 Grace Chen 领导的实验室发现,HIV 会产生一种环状 RNA,这种环状 RNA(circRNA) 能帮助病毒开启其基因并更有效地复制。这一被研究人员称为"circHIV"的发现,可能代表着未来 HIV 疗法的一个新靶点。
这些发现发表在《Nature Microbiology》期刊上,这背后是 Chen 漫长的一段研究历程。她的实验室研究 circRNA,这种 RNA 与典型的或线性的 RNA 不同,在于它们缺乏明确的、功能性的"末端"。与线性 RNA 不同,环状的 circRNA 非常稳定。
Chen 于 2019 年与当时是她的研究生的 Prisca Obi 以及该研究的共同第一作者、副研究科学家兼博士后 Lichong Yan 开始了这个项目。考虑到 HIV 的遗传构成,Chen 认为它很可能产生 circRNA。她是对的。
新型病毒 RNA 是如何被发现的
在对 HIV 感染的细胞中的 RNA 进行首次测序后,研究人员发现 HIV 编码 circRNA,其中包括一种表达丰富的 circRNA,他们将其命名为 circHIV。随后,他们在受感染的人类细胞和 HIV 感染者的血浆中检测到了这种环状结构。
进一步的实验表明,减少 circHIV 的水平也会降低 HIV 基因的活性,而添加额外的 circHIV 则会增加其活性。最后,蛋白质结合实验揭示了 circHIV 如何与 HIV Tat 蛋白结合,解释了它为何能够如此轻松地促进病毒转录。
他们在 2020 年初收集了大部分关键数据,随后研究因新冠疫情的到来而中断。
暂停工作并小心重启
"我们有四到六个月的时间只是在家集思广益。"Chen 说,"我们迫不及待地想回到实验室去验证它们。"
当他们最终回到实验室时,还需要另一件事:未感染 HIV 的血液对照样本。实验室成员们卷起了袖子。
"团队非常投入,我们每个人都捐献了自己的血浆作为阴性对照。"Chen 说,"我实验室走廊对面的一位医生为我们抽了血。"
一项协作和多学科的努力
Chen 提到她在化学生物学和分子生物学的背景,引导她思考病毒是否可能产生不寻常的 RNA。她有目的地组建了一个具有多样化培训和专业知识的研究团队,并且在我们遇到超出实验室范围的问题时,邀请了来自"医学院各部门"的专家。
来自耶鲁医学院免疫生物学、微生物发病机制、检验医学和遗传学系的同事贡献了样本、试剂和专业知识。
"这确实是一个多学科团队,无论是在我自己的实验室内部,还是与我们的合作者,它真正代表了这项工作的精神。"Chen 说,并补充说她感谢"这个群体的慷慨"。
为什么 circRNA 引起了 Chen 的兴趣
Chen 最初对 circRNA 研究产生兴趣是在 2013 年开始博士后工作时,当时两篇里程碑式的论文揭示,circRNA 在真核生物中丰富且普遍表达。
"这些论文发现了大量以前被丢弃的丰富数据,真正开启了一个全新的 RNA 生物学领域。"她说。"我们长期以来一直在研究 RNA,却错过了整整一个类别,这个想法让我着迷。我们曾假设功能性 RNA 只是线性的,而 circRNA 是无用的副产物。"
"几十年来,我们一直在试图理解 HIV 的生物学。"Chen 说。"现在我们发现了关于它的一些新东西。我从不低估 RNA。它总能有让你惊讶的表现方式。"(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Prisca Obi et al, HIV-1-encoded circular RNA enhances viral transcription through Tat binding. Nature Microbiology (2026). DOI: 10.1038/s41564-026-02271-0.