50年前的流感病毒模型进行了改进 揭示了大流行预测的可能性

由于匹兹堡大学医学院团队发现自20世纪70年代以来未触及的流感基因组结构模型毕竟不是那么完美，因此对流感病毒的科学教科书描述即将进行改版。这一发现在网上以及即将出版的“ 核酸研究 ”杂志的印刷版中报道，揭示了病毒包装其遗传物质的方式存在漏洞。当一种流感病毒与细胞内的另一种菌株混合时，这些漏洞使病毒能够交换遗传物质并产生新的流感病毒株。了解这些漏洞以及它们如何相互作用可以让科学家有机会更好地预测大流行并找到新的方法来破坏流感病毒。

皮特微生物学系助理教授，资深作者Seema S. Lakdawala博士说：“尽管流感一直困扰着人类数百年，并且每年冬天都会造成严重的公共卫生威胁，但我们对流感大流行的了解却少得惊人。”分子遗传学。“我们的发现可能会让人深入了解流感病毒如何不断发展，为更好的疫苗和抗病毒药物打开了大门。”

流感是一种使用单链核糖核酸(RNA)复制而不是双链DNA的病毒。流感病毒由保护性核蛋白结合的8个RNA区段组成。所有八个RNA片段必须在病毒颗粒内聚集在一起才能完全感染。

流感病毒的经典模型将这些蛋白质涂在RNA上，就像沿着细绳均匀分布的珠子一样。然而，20世纪70年代开发模型时使用的技术的局限性意味着丢失了独特的特征 - 如暴露的RNA环。因此，教科书中流感的普遍描述是沿每个RNA片段的整个长度的蛋白质的均匀随机结合。

研究病毒如何出现和传播的Lakdawala与主要作者Nara Lee博士合作，他是皮特微生物学和分子遗传学系助理教授，专门研究RNA相互作用。如果沿着流感RNA链可能存在更“开放”的任何区域，并且因此更能够与其他RNA区段结合以获得所有八个区段的包装，则两者都很好奇。他们对两种甲型流感病毒(包括2009 H1N1大流行株)使用了一种称为“通过交联免疫沉淀进行RNA的高通量测序”(HITS-CLIP)的过程，以更好地了解蛋白质与RNA结合的位置和看看是否有任何“裸”RNA区域。

Lakdawala说：“老实说，我们没想到会找到任何东西，因为我们都学会了'串起来的'珠子'病毒RNA的描述。” “但是，令人惊讶的是，有几个区域的RNA不受核蛋白的束缚。这一发现开辟了一个全新的研究领域。”

与经典模型相反，Lakdawala和Lee发现存在富含蛋白质涂层的RNA区域以及其他暴露的区域，并且可能在重配期间与其他病毒RNA结合成熟，或者在流感病毒之间交换基因组材料。进化生物学专家Vaughn Cooper博士是皮特微生物学和分子遗传学系的副教授，他指导全皮特团队探索这些循环如何塑造自然界和正常流感季节的病毒进化。

该团队正在寻找几个潜在的研究机会，包括预测不同流感病毒可以共享遗传物质以制造新病毒的方式。了解这一点可能会让科学家们了解最有可能引发流感大流行的重组，并让公共卫生机构在制定有针对性的疫苗方面做好准备。也有可能利用暴露的RNA来使病毒不易传播和致命。

“基于这一发现突然让所有这些研究可能性开放真是令人兴奋，”Lakdawala说。“没有人发现这一点的原因是因为我们都认为50年前对基因组架构的研究是理所当然的，这种研究看起来非常好并且有一个简单的解释，这就是完整的故事。它表明，如果我们不这样做不断重新审视和质疑科学教条，我们可能会错过一个很大的机会。“