諾如病毒（norovirus）是在世界各地引發(fā)腹瀉最常見的病毒，但目前科學(xué)家對它是如何感染人類，并導(dǎo)致疾病背后的機(jī)制依然知之甚少。這是因?yàn)椋@種病毒在實(shí)驗(yàn)室中無法生長。值得慶幸的是，借助近幾年快速發(fā)展的基因編輯技術(shù)，近日科學(xué)家終于有了重要的發(fā)現(xiàn)。

　　8月18日，發(fā)表在Science上的一項(xiàng)研究中，來自華盛頓大學(xué)和Broad研究所的科學(xué)家小組在CRISPR/Cas9技術(shù)的幫助下，鑒定出了諾如病毒入侵細(xì)胞所需的關(guān)鍵蛋白。

　　諾如病毒讓人無奈的“專一”

　　事實(shí)上，諾如病毒有許多種，但每一種諾如病毒只限于感染一個(gè)動(dòng)物物種。因此，人類諾如病毒無法感染生物醫(yī)學(xué)研究中常用的任何物種，如小鼠、大鼠或兔子。人類諾如病毒甚至不能感染培養(yǎng)皿中的人類細(xì)胞。

　　2003年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了小鼠諾如病毒。這種病毒與人類諾如病毒的基因組非常相似，并且這兩種病毒在電子顯微鏡下看起來也是相似的。然而，不能確定的是，這兩種病毒的作用機(jī)制相關(guān)性如何。

　　CRISPR“神助攻”，發(fā)現(xiàn)了什么？

　　該研究的通訊作者HerbertW.Virgin博士帶領(lǐng)的研究小組認(rèn)為，如果他們能夠找到諾如病毒感染“專一性”背后的原因，將有助于改善病毒感染動(dòng)物模型的構(gòu)建。研究人員希望借助基因編輯工具CRISPR/Cas9找到對小鼠諾如病毒感染至關(guān)重要的基因。

　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用CRISPR/Cas9敲除一種稱為CD300lf的基因時(shí)，諾如病毒失去了感染細(xì)胞的能力。這一基因編碼了小鼠細(xì)胞表面的一種蛋白。研究人員相信，病毒是通過“抓住”這一蛋白進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的。

　　此外，研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人細(xì)胞表面表達(dá)鼠CD300lf蛋白時(shí)，小鼠諾如病毒能夠感染人類細(xì)胞并增殖。Virgin說：“小鼠諾如病毒在人類細(xì)胞中生長的很好。這表明，諾如病毒感染的物種限制與進(jìn)入細(xì)胞的能力有關(guān)。”

　　另一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是，小鼠諾如病毒感染細(xì)胞需要一個(gè)輔助分子，僅靠CD300lf是不夠的。不過，研究小組還沒有確定這一分子的“身份”。該研究的第一作者RobertC.Orchard說：“病毒需要輔助因子才能感染細(xì)胞，這種情況是不尋常的。也許，正是因?yàn)槿狈@種必要的輔助因子，科學(xué)家們才很難在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)人類諾如病毒。”

　　未來研究方向

　　目前，研究人員正致力于利用表達(dá)鼠CD300lf的人類細(xì)胞研究諾如病毒感染。這項(xiàng)工作為研究這種曾經(jīng)讓科學(xué)家們無可奈何的病毒提供了新的方法，也有望幫助開發(fā)治療方案或相應(yīng)的疫苗。

　　Virgin博士說：“由于人類諾如病毒不能在人類細(xì)胞系或者實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中生長，因此，科學(xué)家們不得不直接利用人來研究藥物或者疫苗。如果能夠先在動(dòng)物模型中進(jìn)行檢測，或許會(huì)更好。”