细思恐极！病毒基因竟会和人类基因融合到一起，产生未知的新蛋白

▎药明康德内容团队编辑

今日，顶尖学术期刊《细胞》在线发表了一篇关于病毒的最新论文，揭示了病毒的一个全新特性：一支跨国科研团队发现，病毒会把自己的基因与人类基因拼接在一起，产生同时带有病毒和人类遗传信息的未知融合蛋白！

严格来说，病毒基因与人类基因发生融合，并不是一件新鲜事。毕竟病毒没有细胞结构，无法合成自己复制所需的蛋白质。因此，它们必须利用宿主细胞自带的系统来生产蛋白。而它们的做法，就是将自己的mRNA与宿主的mRNA进行融合。

关于这一套流程，科学家们已经研究得比较透彻了。以流感病毒为例，通过一种叫做“cap-snatching”的方法，它能从宿主的mRNA处“抢夺下”5′端的帽状结构，贴在自己的mRNA前。这样，病毒就能欺骗细胞，让它们生产病毒的关键蛋白。

▲Cap-snatching的分子机制（图片来源：参考资料[1]）

几十年来，人们一直以为，这种宿主-病毒融合的mRNA，只会翻译出属于病毒的蛋白质。而前面来自宿主的那一部分遗传信息，起到的更多是结构上的作用。

但今天的这篇《细胞》论文发现，我们错了。

研究人员们发现，病毒抢夺过来的，不止是宿主mRNA的5′端帽状结构，还会包括其启动密码子。这一过程也被叫做“start snatching”。因此，细胞的蛋白生产系统，完全有可能从宿主的启动密码子开始翻译。这样一来，整个翻译产生的蛋白质就全乱套了。

▲一旦从宿主的启动密码子开始翻译，就会产生未知的蛋白（图片来源：参考资料[1]）

本研究也证实了这一点。在被流感病毒感染的细胞中，就出现了非常复杂的蛋白翻译情况。研究人员们总结指出，要么在病毒蛋白质的N端前多了一段原本不会被翻译的序列，要么产生了完全在意料之外的全新多肽。

更有意思的是，这些新产生的融合蛋白还能诱导T细胞的反应，可能也与病毒的毒力（virulence）有关。

这种情况可能并不仅限于流感病毒。研究人员们指出，在其他多种人类病毒、动物病毒、甚至植物病毒中，都可能存在这样的现象。

▲本研究的图示（图片来源：参考资料[1]）

“为了理解病原体如何对抗宿主，产生感染能力，我们需要清楚地了解病原体会生成哪些蛋白质，它们有什么样的功能，以及它们对毒力的贡献如何。”本研究的通讯作者之一Ivan Marazzi教授说道。

“病毒在分子层面上会控制其宿主。本研究发现了一种全新的控制方法，一些病毒会想尽办法去榨干（宿主内）分子机器的全部潜力。我们的研究集中在流感病毒上，但结果暗示，很多种类的病毒都有可能产生原先未知的基因。”本研究的另一名通讯作者Ed Hutchinson教授补充说道。

题图来源：Pixabay。

参考资料：

[1] Jessica Sook Yuin Ho et al., (2020), Hybrid Gene Origination Creates Human-Virus Chimeric Proteins during Infection, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.035

[2] Viruses Can Steal Our Genetic Code to Create New Human-Virus Genes, Retrieved June 18, 2020, from https://www.mountsinai.org/about/newsroom/2020/viruses-can-steal-our-genetic-code-to-create-new-human-virus-genes-pr

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