深入了解病毒感染

巨细胞病毒感染通常对成人无害。但是，在怀孕期间，病毒可能会传染给未出生的婴儿并导致畸形。一旦病毒侵入人体细胞，它们就会开始产生大量的病毒蛋白。这包括500多种蛋白质和多肽，其中包括以前未知的200种蛋白质和多肽。

这一发现是通过德国巴伐利亚州Julius-Maximilians-UniversitätWürzburg(JMU)病毒学系开发的一种新的生物信息学分析方法实现的。LarsDölken教授和Florian Erhard教授的团队在“自然方法”杂志上发表了他们的方法。这项新技术与医学应用相关，因为例如，用于逃避免疫系统的病毒蛋白库的知识对于抵抗感染或开发疫苗至关重要。

JMU的开发使核糖体活动比以前更准确地捕获。所有蛋白质和肽都在细胞的众多核糖体上组装。在病毒感染期间，核糖体也合成了病毒需要繁殖的所有蛋白质。汇编指令由特殊的信使分子mRNAs传递。

研究人员问：哪种蛋白质和多肽是在细胞核糖体上产生的，含量是多少?由于病毒感染的压力，这种情况如何变化?他们使用最先进的使用核糖体分析(Ribo-seq)的高通量测序方法解决了这些问题。这些技术将核糖体活动(即所谓的翻译过程)可视化为周期性模式。

“以前，在分析Ribo-seq数据时，许多错误来源往往无法可靠地检测翻译事件，”Florian Erhard说。而且，在所有mRNA的至少一半中，较短的开放阅读框(sORF)先于已知的开放阅读框(ORF)。然而，在测量数据中很难确定它们是一种重要的细胞调节机制，尤其是在压力下。

新的生物信息学程序，称为PRICE，大大改善了翻译事件的识别。“我们的方法能够解析甚至复杂的病例，例如重叠的ORF或不寻常的起始密码子，具有高精度。这使我们能够首次在全基因组范围内高精度地确定所有翻译区域，”Erhard教授解释说。

因此，JMU团队发现了各种新的细胞和病毒肽。此外，研究人员观察到MHC-I分子在细胞表面有效地呈现了数百种sORF肽。“因此，sORF编码了一类可以被我们的免疫系统识别的新抗原，”LarsDölken说。“因此，我们假设sORF参与免疫控制机制，特别是在病毒感染和应激反应期间。”所有这些发现为更好地了解病毒感染对机体的影响开辟了新的可能性。

PRICE方法将对基础研究产生最强烈的影响。Ribo-seq是近年来几乎所有生物医学研究领域都应用的方法。“PRICE现在使我们能够更深入地分析所有现有和未来的数据集，并大大提高准确性，”Dölken说。他认为，收益是如此之大，以至于有必要重新分析以前发布的所有数据。

为了实现这一目标，维尔茨堡的科学家们在互联网上提供了他们的分析工具作为开源软件。他们假设他们的方法将被广泛使用，并成为分析Ribo-seq实验的国际标准。他们写道：“我们相信，增强的数据分析将为生物医学研究的许多领域提供重要的新见解。”

在病毒学中，新方法可能有助于更好地了解巨细胞病毒。例如，仍然不知道为什么感染病原体会导致一些未出生婴儿或移植受者严重受损，而其他人则根本没有效果。

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