基于病毒宿主蛋白-蛋白相互作用网络进行病毒分类

摘要

病毒(virus)是一种只能在宿主的活细胞中增殖的微生物。绝大多数病毒都是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的非细胞形态的营寄生生活的生命体。病毒的颗粒很小、结构简单、寄生性严格,是以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物,多数要用电子显微镜才能观察到。病毒的结构相对高等生物简单,但是其分类却十分复杂。现在已经有一些不同的分类系统,如ICTV分类系统、巴尔的摩病毒分类系统、LHT病毒分类系统、Casiens与Kings分类系统等,对病毒进行分类从而进一步揭示不同病毒之间的关系。但是由于病毒起源的复杂性以及病毒飞快地进化速度,现有的病毒分类系统都有不同程度的缺陷,从而不能满足病毒学家对于病毒进行精细分类的要求。
　　 蛋白质是生命体功能真正的执行者,而蛋白质之间的相互作用在大多数的生物学过程比如细胞代谢、转录、调控机制、信号传导中发挥着重要作用。之前的研究表明,病毒和宿主之间存在着大规模的蛋白-蛋白相互作用现象。这些数据已经被很多不同的科研工作者记录了下来。虽然很多病毒和宿主之间的蛋白-蛋白相互作用结果对于病毒在宿主中的生命周期以及繁殖的作用还不是十分清楚,但是这些数据的积累对于揭示不同病毒之间的关系还是有潜在的十分重要的作用。因此,本文从病毒宿主之间的蛋白-蛋白相互作用网络的角度出发提出了一套新的基于蛋白-蛋白相互作用网络的病毒分类方法来衡量不同的病毒之间的关系。本文总共收集了涉及114种病毒的9683对不同病毒的蛋白和人蛋白之间相互作用的数据,之后依据蛋白-蛋白相互作用网络中和某种病毒的蛋白有相互作用的人类蛋白的功能相似性,分析了不同的病毒,尤其是HIV-1与HIV-2病毒之间的关系。这些病毒的大多数分类结果与此前的病毒分类系统是一致的,从而证明了本文中新方法的可行性以及实用性。本文基于病毒和宿主之间的蛋白-蛋白相互作用网络从一个崭新的在系统层次上的视角来阐明不同病毒之间的关系。从系统生物学的角度对之前的病毒分类系统进行了有益的补充及相互证明。