Nature揭示HIV惊人发现
生物通/何嫱 · 2014/11/06
近日,发表在《自然》杂志上的一项研究中,欧洲分子生物学实验室(EMBL)的科学家以及来自海德堡大学的合作者们,获得了第一个极高分辨率的不成熟HIV的结构,并精确地描绘出了每个构件位 于病毒中的确切位置。这一研究结果揭示出不成熟HIV的构件按照一种惊人的方式进行排列。


欧洲分子生物学实验室(EMBL)的科学家以及来自海德堡大学的合作者们,获得了第一个极高分辨率的不成熟HIV的结构,并精确地描绘出了每个构件位于病毒中的确切位置。这一发表在11月2日《自然》(Nature)杂志上的研究,揭示出不成熟HIV的构件按照一种惊人的方式进行排列。

该研究工作的领导者、欧洲分子生物学实验室的John Briggs说:“这一结构与我们预期的完全不同。我们猜想,像HIV和梅森-菲舍猴病毒(Mason-Pfizer monkey virus)一类的逆转录病毒会具有相似的结构,因为它们利用了如此相似的一些构件,但结果表明,它们的不成熟形式相互之间有着惊人的差别。在这一点上, 我们真的不知道其原因。”

Briggs和同事们利用冷冻电子显微镜研究了包围着病毒遗传物质的蛋白质网格(protein lattice)。在感染我们免疫系统中的细胞后,HIV会复制生成更多的自身拷贝,每个拷贝都由病毒和细胞元件的混合物组装成不成熟的病毒。病毒以这种 形式离开细胞。构成病毒的蛋白质构件随后重排,变为可以感染其他细胞的成熟病毒形式。

欧洲分子生物学实验室在上世纪90年代获得了不成熟HIV的第一个冷冻电子显微镜图像,让研究人员感到惊讶的是,正如过去猜测的一样,病毒不具有规 则的对称结构。这意味着很难得到它的蛋白质网格的详细结构图像。二十年来,通过优化显微镜下收集以及分析数据的方式,Briggs实验室的博士生 Florian Schur现在获得了前所未有的详细结构。

有了这一结构在手,科学家们获得了更深入探讨的基础。例如,他们可以利用它来决定应该将重点放于何处来获得探究潜在药物靶点所需的更多的细节。它还能够让研究人员了解突变有可能如何影响病毒的组装。此外,这些技术本身也可以应用于解决各种问题。

Schur说:“这种方法提供了如此多的可能性。你可以从全新的细节层次观察其他的病毒,当然还有一些细胞内的复合物和蛋白质。”

在未来,欧洲分子生物学实验室的科学家们将利用这种方法来观测其他的病毒以及在细胞内运输物质的囊泡。他们希望可以进一步推进这些技术,使得他们能够观察现在无法触及,但他们怀疑在HIV的成熟中发挥了重要作用的病毒蛋白质的其他组成部分。

“从长远来看,我们还想了解已知抑制病毒组装和成熟的药物实际上是如何起作用的,”Briggs说。

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