由加州大學(xué)河濱分校的一位科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種方法來研究艾滋病病毒如何在多個個體中變異以逃避免疫系統(tǒng)，從而為艾滋病疫苗的設(shè)計提供依據(jù)。

  艾滋病

  艾滋病病毒會導(dǎo)致艾滋病，它會迅速進化并攻擊人體免疫系統(tǒng)。病毒的基因突變可以阻止它被免疫系統(tǒng)消滅。雖然目前還沒有有效的治療方法，但可以通過藥物控制。

  UCR的物理學(xué)和天文學(xué)助理教授John P. Barton與電子和計算機工程教授Matthew R. McKay共同領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。 John P. Barton 表示：“了解疾病的基因驅(qū)動因素在生物醫(yī)學(xué)科學(xué)中很重要。能夠識別基因組重排是理解疾病如何發(fā)生和如何治療的關(guān)鍵。”

  研究艾滋病毒突變的新方法

  Barton解釋說，疾病的遺傳驅(qū)動因素的顯著例子包括允許病毒逃避免疫控制的突變，而其他突變則賦予細(xì)菌耐藥性。

  “然而，要區(qū)分真正的、適應(yīng)性的突變和隨機的遺傳變異是很困難的，”他補充道：“我們開發(fā)的新方法使我們能夠在復(fù)雜的進化群體中識別這種突變。”

  他還解釋了進化史包含了哪些突變影響生存的信息，哪些突變只是反映了隨機變異。

  他說：“然而，從數(shù)據(jù)中提取這些信息在計算上很困難。我們使用統(tǒng)計物理學(xué)的方法來克服這一計算挑戰(zhàn)。我們的方法可以普遍應(yīng)用于不斷發(fā)展的人群，而不僅僅限于艾滋病毒。”

  McKay解釋說，新方法提供了一種有效地從復(fù)雜進化歷史的觀察中推斷選擇的方法。

  他說：“它使我們能夠從那些沒有優(yōu)勢或有害影響的基因變化中找出哪些基因變化提供了進化優(yōu)勢。該方法具有很強的通用性，可用于研究多種進化過程，如病原體耐藥性的進化和癌癥的進化。其準(zhǔn)確性和高效性使我們能夠?qū)?fù)雜進化系統(tǒng)中的選擇進行分析，而這些系統(tǒng)是現(xiàn)有方法無法達到的。”——Matthew R. McKay，香港科技大學(xué)（UCR）電子與計算機工程與化學(xué)生物工程教授

  研究意義

  一些已知的遺傳原因的疾病有囊性纖維化、鐮狀細(xì)胞貧血、杜氏肌營養(yǎng)不良、色盲和亨廷頓氏病。

  Barton說：“對于艾滋病病毒來說，了解導(dǎo)致艾滋病病毒抵抗的基因突變可以幫助研究人員確定最適合病人的治療方法。我們的方法不僅限于艾滋病毒，但當(dāng)中有幾個原因令我們把重點放在艾滋病毒作為一個測試系統(tǒng)。艾滋病毒具有高度易變性和基因多樣性。它也會在人體內(nèi)發(fā)生變異以逃避免疫系統(tǒng)。因此，了解艾滋病毒如何演變的細(xì)節(jié)有助于開發(fā)更好的抗病毒治療方法。”

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