唇疱疹病毒在三维层面劫持人类基因组——科学家发现其弱点

巴塞罗那基因组调控中心（CRG）的研究人员发现，唇疱疹病毒会重塑人类基因组的三维结构，在空间上重新排列其形状，使单纯疱疹病毒1型（HSV-1）能够接触对其繁殖能力最有用的宿主基因。

该研究的第一作者埃斯特·冈萨雷斯·阿尔梅拉博士解释道："HSV-1如同一个机会主义的室内设计师，以极高精度重塑人类基因组，并选择性接触特定片段。这是我们先前未知的病毒操控新机制，用以劫掠宿主资源。"

虽然其他疱疹病毒也被观察到会压缩和重塑宿主染色体，但尚不清楚这是否仅是病毒入侵并建立自身复制工厂的副作用。本研究首次证实HSV-1在感染数小时内即有目的地重塑人类基因组。

关键的是，研究人员发现阻断宿主单一酶类——拓扑异构酶I，能完全阻止HSV-1在感染过程中重排人类基因组的能力，从而中止这种敌对性接管。这一发现为控制这种全球感染近40亿人的病毒提供了潜在新策略。

巴塞罗那基因组调控中心（CRG）的通讯作者、ICREA研究教授皮娅·科斯玛指出："在细胞培养中，抑制这种酶可在病毒产生任何新颗粒前彻底阻断感染。这为我们提供了阻止感染的潜在新治疗靶点。"

研究人员通过结合超分辨率显微镜（可观测20纳米宽的结构，约为发丝直径的1/3500）与Hi-C技术（揭示细胞核内DNA接触区域），获得了HSV-1劫持人类细胞机制的新发现。

研究发现敌对性接管始于感染后第一小时：病毒劫持人类RNA聚合酶II以合成自身蛋白质。随后，拓扑异构酶I（切割DNA释放扭转应力的酶类）和粘连蛋白（结构蛋白）跟随RNA聚合酶II进入新形成的病毒复制区室。

感染三小时后，大部分聚合酶及相当比例的其他两种因子已脱离人类基因。这种大规模掠夺导致宿主基因组转录全面崩溃，进而使染色质（人类基因组在细胞内的自然状态）被压缩至原有体积30%的致密外壳中。

该发现出乎意料，因为传统认为染色质结构主导转录进程。共同第一作者阿尔瓦罗·卡斯特尔斯·加西亚博士表示："我们始终认为致密染色质会关闭基因，但此处观察到相反现象：先阻断足够转录，DNA随后发生压缩。活性与结构的关系可能是双向的。"

全球50岁以下人群中每三人就有两人携带HSV-1。感染后病毒将终身潜伏，多数病例无症状或表现为复发性唇疱疹。极少数情况下，该病毒可导致新生儿和免疫缺陷者失明或危及生命的疾病。

本研究结果有助于应对HSV-1造成的公共卫生负担——因其高流行率和反复发作特性而被视为全球健康挑战。现有疗法虽能控制症状，但耐药毒株持续增加，且目前无法根治。