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人類與病毒的戰(zhàn)爭(zhēng)在我們第一次在地球上行走的那一刻就從來沒有停息過。在每一次此消彼長的纏斗之中，人們總是能一次次的走出硝煙，在新的曙光中準(zhǔn)備著下一次的勝利。

我國是乙型肝炎的大國，有8600萬乙肝感染者，每年約有33萬人死于乙肝病毒導(dǎo)致的肝硬化以及肝癌。這些無辜的受害者就在我們的身邊，他們之中有父母，有兒女，有親人，有朋友，也有同事。在我們的國度也許很難找到這樣的一個(gè)人，他（她）的生命從來沒有被乙型肝炎觸碰過。

乙型肝炎病毒為什么這么難根除？不同于冠狀病毒以及丙肝病毒的是，乙肝病毒是一種DNA病毒，它的遺傳物質(zhì)是一種叫做環(huán)狀閉合DNA鏈的物質(zhì)（cccDNA）。cccDNA是乙肝病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)制的模版，也就是病毒興風(fēng)作浪的司令部。cccDNA藏匿在肝細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，深居簡(jiǎn)出，它們的生老病死的詳細(xì)過程是困擾著乙肝學(xué)界的一大謎題?；谖覀儸F(xiàn)在對(duì)乙肝的了解，要治愈乙肝就必須清除cccDNA。但正因?yàn)槲覀儾恢纁ccDNA是怎么產(chǎn)生以及怎么被消除的，到目前為止我們還無法特異的抑制和清除它們。

乙型肝炎病毒可能存在了千百年之久，但它們是在上世紀(jì)六十年代才被Baruch Blumberg以及Harvey Alter發(fā)現(xiàn)的?；谥T多前輩們的辛苦研究，我們知道在乙肝病毒未侵染人的肝細(xì)胞前是以一種叫做環(huán)狀非閉合 DNA （rcDNA）的形式存在的 （圖1）【1,2】。乙肝病毒通過肝臟表面特異表達(dá)的乙肝病毒受體?；悄懰徕c共轉(zhuǎn)運(yùn)多肽 （NTCP）進(jìn)入肝細(xì)胞【3】。乙肝病毒環(huán)狀非閉合 DNA在進(jìn)入細(xì)胞以后將進(jìn)入細(xì)胞核。然而這種乙肝病毒環(huán)狀非閉合 DNA的身上存在數(shù)種基因缺陷而無法直接導(dǎo)致乙型肝炎的感染。導(dǎo)致乙肝感染最關(guān)鍵一步是環(huán)狀非閉合 DNA身上的這些基因缺陷被我們肝細(xì)胞內(nèi)的基因修復(fù)蛋白整修移除從而形成環(huán)狀閉合DNA（cccDNA）。現(xiàn)在我們面臨的謎題就是究竟是肝細(xì)胞里的哪些基因修復(fù)蛋白把乙肝病毒環(huán)狀非閉合 DNA修復(fù)成cccDNA，從而造成乙肝感染的？解決這個(gè)問題也就是要闡明乙肝病毒cccDNA感染從何而生這一步。

圖1. 乙肝病毒環(huán)狀非閉合DNA。箭頭指示的是乙肝病毒環(huán)狀非閉合DNA上的基因缺陷。

乙肝學(xué)界一直在致力于尋找合成cccDNA的全套基因修復(fù)蛋白【4-8】，但是主要的難點(diǎn)在于缺乏一套能夠重構(gòu)cccDNA的修復(fù)過程的體外生化試驗(yàn)體系。為了解決這一謎題，2020年3月10日，普林斯頓大學(xué)Alexander Ploss教授實(shí)驗(yàn)室的魏磊博士在Nature Microbiology雜志上發(fā)表文章Core components of DNA lagging strand synthesis machinery are essential for hepatitis B virus cccDNA formation，建立了這樣的一套生化試驗(yàn)體系，在體外重建了cccDNA修復(fù)的過程，并且找到了在cccDNA形成中起著決定性作用的五種修復(fù)蛋白【9】。

魏磊博士曾師從美國Sloan－Kettering癌癥中心的酵母遺傳學(xué)家Xiaolan Zhao教授，以及清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家饒子和院士。現(xiàn)位于普林斯頓病毒學(xué)家Alexander Ploss實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行乙型肝炎病毒的博士后研究工作。魏磊博士將酵母遺傳學(xué)、蛋白質(zhì)分析以及病毒學(xué)結(jié)合在一起來研究乙肝病毒的一大謎題。酵母遺傳學(xué)是研究基因修復(fù)的有力武器，迄今為止我們對(duì)于真核細(xì)胞基因修復(fù)的很多知識(shí)是源于酵母遺傳學(xué)。雖然釀酒酵母細(xì)胞 (圖2) 跟人細(xì)胞看起來有很大的不同，但是它們二者同屬真核細(xì)胞并且所用到的基因修復(fù)的蛋白是高度的相似。

圖2. 釀酒酵母掃描電鏡圖片。圖片引自：http://www.

魏磊博士從中獲得可以使用酵母遺傳學(xué)來研究乙型肝炎cccDNA修復(fù)的靈感，并且確認(rèn)了酵母提取物可以成功修復(fù)乙型肝炎cccDNA。作者緊接著分析了酵母細(xì)胞中的基因修復(fù)蛋白的功能并且發(fā)現(xiàn)其中的五種蛋白在修復(fù)乙型肝炎cccDNA中起著不可或缺的作用：DNA聚合酶 delta （POLδ）、POLδ輔助因子 PCNA、PCNA 激活因子RFC、DNA內(nèi)切酶 FEN-1以及 DNA 連接酶 LIG1。

在酵母細(xì)胞里的研究結(jié)果進(jìn)一步為在人細(xì)胞里的研究指明了方向。作者又展開了在人肝癌細(xì)胞系的研究，并且發(fā)現(xiàn)在其中的獲得的結(jié)果跟在酵母細(xì)胞中取得的結(jié)果吻合。最終，作者成功的表達(dá)和提純了這五種人源重組修復(fù)蛋白，并且發(fā)現(xiàn)這五種蛋白足以在體外將乙肝病毒環(huán)狀非閉合 DNA修復(fù)成為完整的cccDNA （圖3）。值得注意的是這五種蛋白缺一不可，它們是乙肝病毒cccDNA形成的最基本的條件。文章評(píng)審認(rèn)為這項(xiàng)研究是在解答乙型肝炎cccDNA修復(fù)之謎中的一項(xiàng)具有里程碑意義的工作，為最終闡述乙型肝炎cccDNA修復(fù)的分子機(jī)理奠定了堅(jiān)實(shí)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。

圖3. 五種基因修復(fù)蛋白將乙肝環(huán)狀非閉合DNA修復(fù)為cccDNA。

我們跟乙肝病毒的搏斗已經(jīng)經(jīng)歷了世紀(jì)的洗禮，也取得過重要的勝利，近半個(gè)世紀(jì)前保護(hù)了千萬人免受感染的乙肝疫苗最初就是從酵母中表達(dá)和提取出來的。今日，半個(gè)世紀(jì)之后酵母細(xì)胞又一次挺身而出把乙肝神秘的cccDNA形成的過程呈現(xiàn)給我們，給我們最終了解以及清除乙肝病毒提供了利器。酵母跟乙肝看似風(fēng)馬牛不相及，可誰又能想到，冥冥之中我們眼皮底下的酵母一直在默默的充當(dāng)著我們的保護(hù)神。

原文鏈接：

https:///10.1038/s41564-020-0678-0

制版人：珂

參考文獻(xiàn)

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