病毒是寄生虫中的佼佼者,它们已经适应了感染多种宿主物种。有些病毒甚至利用多种宿主来传播感染,例如虫媒病毒利用昆虫将感染传播给人类等哺乳动物宿主。了解它们如何在昆虫中传播可能会带来阻止其传播的新方法。

病毒如何通过昆虫传播疾病

在最近发表在《病毒学杂志》上的一项研究中,研究人员发现了病毒通过昆虫宿主传播并可能感染其他动物的巧妙策略。这一知识对于对抗从昆虫传播到人类或牲畜的病毒(如寨卡病毒、登革热病毒和西尼罗河病毒)尤为重要。

研究人员以果蝇为模型,追踪两种不同病毒蛋白质的运动:一种病毒只感染昆虫,另一种病毒可以感染昆虫和其他动物,包括人类。

“即使单独表达,没有病毒的其余部分,这些蛋白质也会移动到昆虫细胞中精确的正确位置,”博伊斯汤普森研究所教授,该研究的主要作者之一加里布利萨德解释说。

“在昆虫肠道中,两种蛋白质都移动到细胞底部,定位到进入昆虫体腔的位置。在唾液腺中,昆虫特有的病毒蛋白仍然移动到细胞底部,但另一种蛋白质经常移动到细胞顶部——完美地定位到组装新的病毒颗粒,以便进入唾液,并感染新的动物宿主。”

这种定位对于病毒的生存和传播至关重要。这些蛋白质就好像内置了 GPS,引导它们(以及它们所属的病毒)到达正确的位置以继续它们的生命周期。研究发现,这个 GPS 系统实际上由病毒蛋白质中编码的氨基酸序列信号组成。

这些信号被宿主自身的蛋白质运输系统识别,并将蛋白质引导到病毒选择的位置。该团队还确定了这些病毒蛋白质劫持以到达目的地的细胞机制的组成部分。

这一知识可能带来破坏病毒蛋白“GPS”或它们所利用的细胞机制的新方法。因此,可以阻止这些病毒到达或离开唾液腺,从而有效地关闭病毒利用昆虫作为载体的能力。

康奈尔大学昆虫学系副教授、这项研究的共同主要作者 Nicolas Buchon 表示:“我们的研究凸显了病毒在昆虫等复杂生物系统中进化出的惊人适应能力。它提醒我们,病毒和宿主之间不断进行着进化军备竞赛,基础研究对于理解这些复杂的生物过程非常重要。”

通过揭示昆虫病毒运动背后的分子机制,这项研究为控制虫媒疾病和管理农业害虫开辟了新的途径,可能在未来带来更好的公共卫生结果和作物保护策略。