來自德國馬克斯-普朗克生物物理研究所、海德堡歐洲分子生物學實驗室和海德堡大學醫院的研究人員*成功地對轉運到被感染細胞的細胞核的過程中的人類免疫缺陷病毒（HIV，俗稱艾滋病病毒）進行了成像。通過成像獲得的電子斷層圖像顯示了這種病毒的蛋白包膜通過核孔---細胞核周圍膜上的開口，允許分子進出。他們發現，這種病毒完好無損地通過核孔，只是在細胞核內破裂，并在那里釋放它的遺傳信息。這闡明了這種病毒的遺傳物質整合到被感染細胞基因組中的一個重要機制。

HIV-1是這項研究的重點，它主要感染免疫系統中的某些細胞，從而大大削弱了人體自身對疾病的防御能力。這種病毒的遺傳物質被安全地包裝在一種稱為“衣殼（capsid）”的圓錐形蛋白膠囊中。科學家們已知道，在感染過程中，這種衣殼如何穿過細胞膜進入細胞內部，但不知道這種病毒的遺傳物質是如何從衣殼進入細胞核，并在那里引發新病毒的形成。

這就是這項研究的切入點。利用新開發的對病毒感染細胞中的分子復合物進行三維成像的方法，這些研究人員成功地對這種病毒衣殼在運輸到細胞核的過程中直接成像。論文共同通訊作者、海德堡大學醫院傳染病學中心醫學主任Hans-Georg Kräusslich解釋說，“在此之前，人們都認為這種衣殼不適合通過核孔。然而，HIV病毒基因組如何進入細胞核的問題對它的增殖至關重要。因此，我們的結果支持尋找未來治療方法的新靶標。”雖然目前的治療方案可以抑制這種病毒在體內的增殖，但真正消除它的治愈方法迄今為止還是不可能實現的。

高分辨率成像平臺

為了在實驗室中詳細了解被感染的免疫細胞的內部運作，這些研究人員使用了高分辨率的成像技術。在海德堡大學電子顯微鏡核心設施和海德堡歐洲分子生物學實驗室低溫電子顯微鏡服務平臺的幫助下，他們結合了光學顯微鏡和電子顯微鏡方法。他們能夠從數據中重建分子結構的三維圖像。這使得他們能夠以高分辨率的方式可視化觀察病毒復合物的組成和結構以及它們與細胞結構的相互作用。

論文共同通訊作者、海德堡歐洲分子生物學實驗室訪問小組組長、自2019年起擔任馬克斯-普朗克生物物理學研究所所長的Martin Beck說，“我們兩個研究機構之間卓有成效的合作以及技術的結合，有助于破解HIV感染的另一個謎團。