科学家使用CRISPR来发现寨卡病毒和登革热的弱点

马萨诸塞大学医学院(UMMS)的科学家们已经完成了第一个CRISPR / Cas9筛选，以发现寨卡病毒复制所需的人类蛋白质。这项工作由微生物学和生理系统助理教授Abraham Brass博士领导，揭示了可能对阻止寨卡病毒，登革热和其他新出现的病毒感染有用的新线索。该研究发表在Cell Reports上。

“这些遗传屏幕让我们第一次看到这些病毒需要生存的东西，”布拉斯博士说。“我们的实验室和我们领域的其他人一直在努力开发研究病毒病原体如何利用我们自己的细胞机器进行复制的遗传学所需的系统和基础设施。这使科学界能够在寨卡病毒威胁出现时迅速作出反应。在我们的实验室中，我们调整了我们在过去四年中与其他病毒一起建立的技术和工具，以开始研究寨卡病毒的生物学。“

Zika最初是从非洲受感染的猕猴身上分离出来的，于2007年突然出现在密克罗尼西亚，并将其范围扩大到东南亚。2015年5月，Zika在巴西被确认。随着其在中美洲和南美洲的快速传播，寨卡已成为严重的健康威胁，可导致新生儿小头畸形，以及儿童和成人的格林 - 巴利综合症。世界卫生组织宣布发生突发公共卫生事件，寨卡没有治疗方法。预防寨卡病毒感染的最佳方法是限制携带该病的蚊子的潜在接触。

只有少数自己的蛋白质，寨卡病毒和登革热病毒必须征服宿主细胞的资源和蛋白质才能生长和复制。用于HIV和丙型肝炎病毒的一些抗病毒疗法通过破坏病毒使用这些资源的能力而起作用。将这种抗病毒方法应用于寨卡病毒和登革热的第一步是缩小病毒需要复制的20,000多种人类蛋白质中的哪一种。

“这些对人类蛋白质的病毒依赖性代表了可能用于预防或阻止感染的弱点，”布拉斯说。“就像任何敌人一样，我们越了解这些病毒如何发挥作用并进行更好的复制。”

Brass和UMMS的同事，微生物学和生理系统副教授Timothy F. Kowalik博士和医学副教授Sharone Green是黄病毒的专家，黄病毒是由蚊子传播的病毒家族，包括寨卡病毒，黄热病，登革热和西尼罗河。他们开发了一套强大的工具，包括RNAi和CRISPR技术，病毒进化分析和小鼠模型，以探索这些病毒入侵者如何利用宿主细胞蛋白进行复制。

使用他们为登革热和流感开发的RNAi和CRISPR / Cas9筛查技术，研究助理George Savidis，博士后研究员Paul Meraner博士和博士后实验室博士后William M. McDougall博士开始一次一个地敲除或消耗人类基因组中的每种蛋白质，然后看到当人类蛋白质消失时Zika或登革热病毒是如何生长的。

Brass及其同事发现了一些对寨卡病毒和登革热病毒复制至关重要的宿主蛋白。其中包括AXL蛋白，该病毒用于获取和进入细胞。他们还发现内质网膜蛋白复合物(EMC)对病毒的早期感染至关重要。总之，这些发现代表了可能有助于治疗和预防感染的潜在治疗靶点。下一步是开发通过靶向这些蛋白质来抑制寨卡病毒和登革热的疗法。

“我们将寨卡病毒插入我们的系统，并立即开始研究它，”布拉斯说。“从头开始构建可能需要更长的时间，我们能够在短短几个月内扭转局面。我们的目标是完成屏幕，找到病毒需要增长的内容，然后将数据输出到研究界的其他成员马上就来了。“