文献类型：期刊文章

作　　者：张厚煜[1,2] 杨柳[4] 徐进[3] 颜光玗[2,4]

ZHANG HouYu;YANG Liu;XU Jin;YEN KuangYu(School of Biology and Biological Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China;State Key Laboratory of Experimental Hematology,National Clinical Research Center for Blood Diseases,Institute of Hematology&Blood Diseases Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences&Peking Union Medical College,Tianjin 300020,China;Division of Cell,Developmental and Integrative Biology,School of Medicine,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China;Department of Developmental Biology,School of Basic Medical Sciences,Southern Medical University,Guangzhou 510006,China)

机构地区：[1]华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006 [2]中国医学科学院&北京协和医学院血液病医院(血液学研究所),实验血液学国家重点实验室,天津300020 [3]华南理工大学医学院细胞发育系统生物学实验室,广州510006 [4]南方医科大学基础医学院发育生物学教研室,广州510006

出　　处：《中国科学：生命科学》

基　　金：国家自然科学基金(批准号:31522031,31571526)资助。

年　　份：2022

卷　　号：52

期　　号：10

起止页码：1540-1552

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：逆转录病毒的活动和多种疾病的发生密切相关,其可通过整合自身基因组到宿主基因组中进行大量有害扩增.与此同时,宿主细胞可根据逆转录病毒的整合位置来启动相关通路抑制其活动.因此整合位点的选择是决定逆转录病毒和宿主命运的关键步骤.尽管国际上已有报道称逆转录病毒在宿主基因组上整合并不随机,并发现了跨逆转录病毒种属的不同DNA基序偏好性,但是这些不足以解释一些基序偏好较弱的逆转录病毒如何获得整合特异性.DNA结构特征,如DNA形状被提出可以影响DNA结合蛋白与DNA结合的亲和力,但DNA形状对不同逆转录病毒整合的影响机制尚不清楚.本研究通过构建QRIS(quantify the retrovirus integration specificity)机器学习框架,定量评估了DNA形状对逆转录病毒整合位点的影响.通过系统地研究跨越四个种属的六种逆转录病毒,本研究发现,DNA形状可以独立地或与DNA基序协同调控逆转录病毒的整合.基于此,可将六种逆转录病毒分为三类:“强兼性偏好型”“弱兼性偏好型”和“强形状偏好型”逆转录病毒.此外本研究发现,即使没有特定偏好的DNA基序,“强形状偏好型”逆转录病毒也可以通过DNA形状获得整合特异性.本文基于机器学习对于大规模逆转录病毒插入位点特性的研究,揭示了DNA结构特征在逆转录病毒致病位点选择中的重要作用.该发现在临床方面为治疗逆转录病毒的策略提供了新靶点和新思路,在应用方面有助于更精确地设计慢病毒载体用于基因编辑和基因治疗.此外,本文建立的机器学习框架也为其他种类病毒的整合特异性研究提供了新方法和新视角.

关 键 词：逆转录病毒 整合偏好  DNA基序  DNA形状  机器学习  

分 类 号：R373]