Science：CRISPR解决棘手的科研难题

　　2016年08月19日讯 诺如病毒（Norovirus）是造成腹泻的一种常见病毒，但科学家们对其致病机制一直知之甚少，因为这种病毒无法在实验室中培养。现在，华盛顿大学的研究人员通过CRISPR-Cas9技术鉴定了诺如病毒入侵细胞所需的蛋白。这一重要发现于八月十八日发表在Science杂志上。

　　“无法在实验室培养诺如病毒，这大大限制了我们开发抗病毒药物的能力。如果不能让病毒在人类细胞中增殖，要怎么找到抑制病毒增殖的药物呢？” 文章资深作者Herbert Virgin教授说。“我们为建立诺如病毒的小鼠模型奠定了良好的基础。这样的模型可以帮助我们理解诺如病毒感染的病理机制，寻找相应的治疗方法。”

　　诺如病毒每年都会在学校、酒店和游轮中造成疫情，使患者出现腹泻、呕吐、胃痉挛等症状。诺如病毒有许多种，但每一种诺如病毒只能感染一种动物。人类诺如病毒无法感染生物医学研究常用的动物模型，比如小鼠、大鼠或兔子。人类诺如病毒甚至不能感染体外培养的人类细胞。

　　2003年，人们发现了小鼠诺如病毒。小鼠和人类诺如病毒的基因组非常接近，在电镜下看起来也很相似。不过，谁也不能断言小鼠诺如病毒的感染过程与人类诺如病毒是否相关。Virgin及其同事认为，找到诺如病毒只能入侵特定物种的原因，有助于建立更好的病毒感染模型。

　　研究人员通过CRISPR-Cas9技术鉴定了小鼠诺如病毒所需的小鼠基因。研究显示，用CRISPR-Cas9敲低CD300lf基因的时候，诺如病毒就不能感染细胞了。CD300lf编码小鼠细胞表面的一个蛋白，研究人员相信病毒就是通过这个蛋白进入细胞的。

　　进一步研究表明，在人类细胞表面表达小鼠CD300lf蛋白，小鼠诺如病毒就可以感染人类细胞并在其中增殖。“小鼠诺如病毒在人类细胞中长得很好，”Virgin说。“这告诉我们，诺如病毒的物种限制取决于它们是否能够进入细胞。进入细胞之后，人类和小鼠诺如病毒的感染机制很可能是保守的。”

　　研究人员还发现，小鼠诺如病毒还需要一个辅因子来感染细胞，只有CD300lf是不够的。但他们还没有明确这个分子到底是谁。病毒需要辅因子才能感染，这种现象并不寻常。可能正是因为缺少了这个辅因子，人们才无法在实验室中培养人类诺如病毒。研究人员正在想办法用表达CD300lf的人类细胞研究诺如病毒感染。这样的研究将帮助人们更好地了解病毒感染机制，开发预防或治疗相应疾病的药物。

　　寨卡病毒（ZIKV）前段时间在拉美国家造成了严重的疫情。人们发现这种病毒能对人类健康造成严重威胁，会引起新生儿小头畸形等人类疾病。科学家们一直在与时间赛跑，希望尽快开发出安全有效的寨卡疫苗。今年六月，他们终于取得了突破性进展。Nature杂志发表的一项研究表明，两种ZIKV疫苗能够为小鼠提供完全的保护，帮助小鼠对抗来自巴西的ZIKV菌株。（更多信息请参见：Nature突破性进展：寨卡疫苗获初步成功）随后Science杂志发表的最新研究显示，候选寨卡疫苗已经成功通过了第二轮临床前研究。贝斯以色列女执事医疗中心BIDMC、华尔特？里德陆军研究院（WRAIR）以及圣保罗大学的研究人员证实，候选寨卡疫苗可以为猕猴提供完全的保护。

　　埃博拉病毒感染人类会引起致命的出血热，发病率和病死率极高。2014-2015年西非爆发了规模空前的埃博拉疫情，导致超过一万一千人死亡。西非国家塞拉利昂受疫情影响特别大。军事医学科学院微生物流行病学研究所领导的跨国团队在三月二十八日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，阐明了埃博拉病毒在塞拉利昂的传播动态，评估了干预措施起到了实际效果。

　　呼肠孤病毒（Reoviridae）的蛋白衣壳包装着分节段的双链RNA基因组，并且通过TEC进行内源性mRNA合成。加州大学洛杉矶分校的周正洪教授和华南农业大学动科院的孙京臣教授去年十月在Nature杂志上发表文章，通过冷冻电镜技术揭示了这种双链RNA病毒的基因组和TEC结构。周正洪教授是著名的华人科学家，主要研究方向是利用冷冻电镜技术对病毒和大分子复合物进行高分辨的结构和功能研究，曾在Science，Nature，PNAS等国际知名杂志发表多篇论文。