林道诺贝尔奖得主会议——如果艾滋病毒受到攻击,它会适应

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


 

昨天的开幕式以小组讨论结束,比尔·盖茨、诺贝尔奖得主阿达·约纳特、桑德拉·奇辛巴和乔纳森·卡尔森参加了讨论。他们共同讨论了我们应该如何应对全球健康的威胁,例如艾滋病毒和疟疾,以及如何激励年轻科学家研究这些重要但相对被忽视的课题。

乔纳森·卡尔森作为微软的计算机科学家参加了小组讨论。这并不意味着他正试图改进 Internet Explorer 或开发下一代 Windows。恰恰相反。在微软,乔纳森研究艾滋病毒如何适应其宿主。本周早些时候,我采访了乔纳森·卡尔森,了解了他的工作以及对本次会议的期望。


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所以你是微软的研究员。这是如何运作的?你是比尔及梅琳达·盖茨基金会的一员吗?

这确实是一个非常常见的问题。我们是微软公司的一部分,与比尔及梅琳达·盖茨基金会没有任何隶属关系,尽管我们确实直接与该基金会以及他们资助的几个学术团体合作。我们是微软研究院的一部分,该部门约有 850 名研究人员。我们特定的团队是eScience 团队。我们有计算机科学家从事人类遗传学、天文学、地球科学和传染病的研究。我们的使命是开发利用信息科学来推进基础科学的新技术。其理念是,随着技术在我们的日常生活中变得越来越有用和普及,微软将从中受益。

你的工作为什么重要?

研究艾滋病毒疫苗设计的妙处在于,对人类健康的重要性是不言而喻的。然而,我特别喜欢的是,我们从研究一种已经完全适应挑战我们免疫系统的病毒中,获得了对人类免疫系统和病原体工作原理的更广泛的见解。随着我们深入研究艾滋病毒的适应机制,我们深入了解了我们免疫系统的工作原理以及它如何与病毒相互作用。最近的一个例子是我们所做的工作它证实了错误翻译在 T 细胞表位生成中起着普遍作用。这可能对疫苗设计具有广泛的意义。

你能解释一下艾滋病毒是如何适应病人的吗?

我们利用这句格言:如果艾滋病毒受到攻击,它就会适应。当然,这可能适用于所有病毒,但艾滋病毒的变异速度惊人——每次复制产生 1:2 个突变,每天复制次数高达 1000 亿次——因此适应几乎是实时发生的。实际上,每位患者都携带自己独特的病毒亚种,该亚种专门适应于该患者的免疫环境。这意味着具有共同免疫特征的患者可能会携带具有相似适应性的艾滋病毒株。

你们如何研究这些适应性?

迄今为止,我们的大部分工作都集中在 HLA 蛋白上。这些蛋白质介导适应性免疫反应。HLA 蛋白的作用是结合细胞内部的蛋白质片段,然后将它们运输到细胞表面。在那里,T 细胞[免疫细胞]学会识别这些来自外来病原体的片段。

HLA 蛋白的有趣特性是,给定的变体只会识别一小部分潜在的肽,而人类群体中存在数千种 HLA 等位基因。鉴于这些蛋白质的多样性以及每个变体识别肽的特异性,最终结果是不同的免疫系统以非常不同的方式靶向艾滋病毒(或任何其他病原体)。

也就是说,共享 HLA 变体的两位患者将(在一定概率下)靶向一些相同的艾滋病毒肽。因此,我们预计共享 HLA 等位基因的患者会携带具有共同适应性突变的艾滋病毒群体。我们的工作重点是开发统计进化模型,以帮助我们识别此类模式。所以想法是,如果艾滋病毒受到攻击,它就会适应。这意味着研究适应性可以帮助我们识别正在攻击什么以及攻击是如何被规避的。

您对未来几天有什么期望?

我从未参加过像林道会议这样的会议(当然,可能也没有其他类似的会议),所以我真的不确定对此有何期望。我能够参加的几乎所有科学会议都围绕着相当具体的科学主题,并且侧重于该领域最先进的科学。这次会议完全不同。它实际上与任何特定的科学本身无关。相反,它是关于元科学:向那些成功走在你前面的人以及来自完全不同科学和文化背景的“同行”学习。凭借与会者的水平,包括诺贝尔奖得主和青年研究人员,我毫不怀疑我将学到很多东西!

感谢乔纳森接受采访,祝您会议愉快!

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关于作者:卢卡斯·布鲁沃斯是最近的大学毕业生,他在荷兰奈梅亨的拉德堡大学获得了疾病分子机制理学硕士学位。卢卡斯在 Thoughtomics 上撰写关于进化的博客,并在 Twitter 上使用 @lucasbrouwers。除了撰写科学文章外,您还可能发现卢卡斯戴着耳机听电子音乐,或在低地国家骑自行车。

所表达的观点是作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。

交叉发布于林道诺贝尔社区的官方网站——林道会议的互动之家:乔纳森·卡尔森试图理解艾滋病毒在受到攻击时如何适应

My name is Lucas Brouwers. Most of my writings here will concern evolution somehow, which is the one topic that fascinates most. I like exploring evolution through bioinformatics or molecular biology, though I won't eschew other fields of science if the topic is interesting. Please call out any mistakes I might make while doing so! Science is amazing and I love writing about science. I currently write for a daily Dutch newspaper, where I hope I can convince others of the awesomeness of science and evolution.

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