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Sci Adv:科学家首次精确模拟病毒进入宿主细胞的过程
文/admin      2016/09/27

近日,一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自宾州州立大学医学院和匹兹堡大学医学院的研究人员通过研究首次揭示了病毒入侵宿主细胞过程中病毒形状所发生的变化,理解病毒形状所发生的特异性改变或可帮助研究人员开发新型有效的抗病毒疗法。

这项研究中,研究者调查了随着病毒将其核酸注入到宿主细胞的过程中,病毒衣壳如何发生改变,这些改变的病毒颗粒被成为A颗粒或者病毒进入细胞中间体(virus entry intermediates)。此前研究中,将病毒置于极热环境或者蛋白中就会促进整个病毒衣壳发生改变。

研究者Susan Hafenstein教授说道,利用实验室的技术,很多研究者都能够得到改变后的病毒颗粒的高分辨率结构,所有这些技术都可以从四面八方来诱导衣壳,研究者假设,在现实的模拟状况下,仅与细胞受体相互作用的病毒结构才会改变形状。而本文研究中,研究者通过利用名为奈米圆盘 (Nanodiscs)的模拟膜结构模拟了细胞的表面状况,他们将人类细胞受体插入到了奈米圆盘结构中,首次捕捉到了病毒的衣壳。

这种特殊的受体有着较长的尾部结构,其能够埋入到细胞膜中,实验中,受体能够将尾部埋入到奈米圆盘结构中,从而就为研究者提供了一种模拟的膜结构来展示合适的受体如何同病毒相结合。随后研究者将病毒衣壳添加到受体的膜中,同时研究者利用低温电子显微检查技术观察到了衣壳结构发生的改变。当将数千个2D图像整合成为3D病毒衣壳结构后,研究者发现,此前观察到的形状改变仅会在受体与病毒结合的位点上发生。

研究者Hafenstein指出,文章中我们利用柯萨奇病毒B3(CVB3)进行研究,CVB3是一种类型的小核糖核酸病毒,这类病毒会快速发生突变引发多种人类疾病,比如普通感冒或者胰腺炎等。包括HIV在内的多种RNA病毒随着复制都会发生改变,而这些高度突变的病毒往往会逃脱抗病毒疗法的作用。

研究者最终的目的就是理解复杂错综的病毒生命周期,比如病毒如何进入到宿主细胞等等一系列问题,如果病毒能够突变从而逃脱药物的作用,那么其或许就会失去进入细胞的能力;下一步研究者计划利用大规模的奈米圆盘结构来捕捉病毒与模拟的膜结构进行相互作用的过程。

由于实验中的奈米圆盘结构较小,因此研究者并不能获得最佳的相互作用的图像,未来研究人员希望通过更为深入的研究来对此进行改变,并且阐明诱发病毒释放RNA进入到宿主细胞的过程及分子机制。

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