打入细胞“内部”病毒就能安心繁衍？细胞核不答应

　　臭名昭著的疱疹病毒让自己的DNA潜进细胞核中，就能利用宿主扩增病毒DNA，躺进繁衍的“温床”？不会！一个蛋白新功能的发现，刷新了人类对细胞核“中枢”天然免疫防御能力的认识——

　　打入细胞“内部”病毒就能安心繁衍？ 细胞核不答应

　　《科学》杂志近日以研究长文的形式在线发表了中国工程院院士、南开大学校长曹雪涛教授课题组的论文《核蛋白hnRNPA2B1启动并放大抗DNA病毒天然免疫反应》，报道了该课题组发现异质性细胞核核糖蛋白A2B1能够在细胞核内特异性地识别病毒DNA，开启天然免疫机制，形成对病毒的“强反击”。

　　如同《哈利·波特》中的魔法部，细胞核内恐怕有着最繁忙、复杂、自行运转的中枢系统，千万个部门有条不紊，但在之前人类对于在那里存在的天然免疫防线并不十分清楚。当“黑魔法”(如病毒DNA)攻破强大外围防线侵入“魔法部”时，没有证据证明这里会如何启动抵抗效应。

　　“在科学探索的‘无人区’有所斩获，必须要紧盯关键科学问题，试人所未试，渔人所未渔。”曹雪涛说，“细胞识别‘自我’与‘非我’的机制是天然免疫领域研究的基础，因此要从病原性DNA入手去探明‘自我’与‘非我’的sensor(感受器)，寻找天然免疫研究的突破口。”

　　大多病毒DNA会逃过细胞膜直击细胞核

　　在研究的最初阶段，细胞核中是否真的存在参与“狙击”病毒DNA的蛋白感受器是一个未知数。但对生命机制的思辨让团队在“未知”的探索中笃行。

　　“如果细胞核内存在识别病毒DNA的‘嗅探器’，那么为什么不会‘嗅探’到自己的DNA呢？毕竟DNA序列之间可能存在一定的同源性，进而发生‘自噬’。”论文共同第一作者、医学免疫学国家重点实验室讲师温明岳说，但病毒的攻击方式又暗示了细胞核内必然存在天然免疫防线的“延伸”。

　　这是一场“敌进我打”的防御战。DNA病毒侵袭细胞，会在细胞膜处最先遇到阻击，部分病毒蛋白质外壳将DNA散落到细胞质中，激活天然免疫机制。但大部分病毒DNA会逃过细胞膜、潜过细胞质，直击细胞核，并在核膜处“脱”去蛋白外壳，将自己的DNA注入到宿主细胞的细胞核中，利用细胞核的机制进行自我复制，细胞核看似成了病毒DNA复制的“温床”。

　　“生命进化遵循‘相生相克’的原则，病毒的侵染机制意味着细胞核是它的重要‘窝点’，那么细胞必然会衍生出相应的机制‘钳制’它。”温明岳解释，这意味着细胞核内必然存在针对病毒DNA的识别机制。

　　曹雪涛在指导学生做科研时经常提到“创新性科学研究，需要‘术与道’的合二为一”，从生命起源开始的问道式思辨往往会给予团队挑战固有观念的勇气，瞄准原始创新。

　　鉴定出识别病毒DNA的关键核蛋白

　　迈向原始创新的技术体系往往不是现成的，特异性地从细胞核中调取能结合病毒DNA的蛋白质，需要满足“三连环”的技术体系。

　　细胞核内蛋白与病毒DNA结合是“一环”、病毒DNA与生物素标记结合是“一环”、生物素与亲和素等结合沉淀下来是“一环”，而创新性地将三个技术方法联合在一起，通过生物素标记的病毒基因组DNA“钓”出目标蛋白的技术方法，正是论文第一作者、南开大学副教授王蕾的“术”。

　　“钓”蛋白在细胞水平生命机制的研究中比较常见。在细胞质中，存在大量有功能的蛋白质，科学家发明了CHIP(染色体免疫沉淀)等方法沉淀出特定的蛋白，进一步分析研究它们怎么与DNA发生相互作用。这些方法均需要DNA的特异性序列作为“线索”。

　　“当时，我们不知道病毒DNA有没有结合特异性序列。”王蕾说，因此需要使用全病毒基因组DNA。

　　生物素标记属于化学方法，过去只会连接固定已知的DNA序列。但要标记病毒基因组，王蕾收到生物服务企业的回复是：做不了。

　　只能自己动手进行标记技术的创新研发，这对生命基础科学领域的学者来说并不擅长。“查找方法和试剂耗费了一些时间。”王蕾说得轻松，但技术突破的背后是学科间打破“藩篱”，做到真正的交融。

　　新的方法帮助团队获得了上百种与病毒DNA结合的核内蛋白，为了进一步缩小寻找范围，团队引入二维电泳技术。基于对天然免疫经年研究的积累，曹雪涛判断，与病毒DNA相互作用的蛋白在“嗅探”到病毒存在后，必然会跑出细胞核，到细胞质中激活信号网络以传递信号。