科學(xué)家揭示病毒如何“接管”宿主細(xì)胞
近日，來自索爾克研究所和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用*的成像技術(shù)揭示了一種特殊蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，這種蛋白復(fù)合物可以讓類似于HIV的病毒在機(jī)體中建立持久性的感染，相關(guān)研究刊登于雜志Nature上。
與此前的假設(shè)相反，這種鑒別出的病毒蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)揭示了逆轉(zhuǎn)錄病毒中分子架構(gòu)類型的不同，該研究揭示了逆轉(zhuǎn)錄病毒如何將自身的基因組信息插入到人類細(xì)胞中，對(duì)于治療諸如HIV感染等疾病，以及改善基因療法來運(yùn)輸新型DNA到遺傳突變的患者機(jī)體中提供了新的線索和幫助。研究者Dmitry Lyumkis教授說道，揭示逆轉(zhuǎn)錄病毒的整合機(jī)制遠(yuǎn)比我們此前認(rèn)為的要復(fù)雜的多；逆轉(zhuǎn)錄病毒會(huì)將遺傳信息插入到宿主的基因組中，從而將宿主細(xì)胞變?yōu)橹圃觳《镜墓S，以HIV病毒為例，病毒基因可以整合到人類免疫細(xì)胞中，zui終殺死細(xì)胞釋放病毒顆粒，長(zhǎng)期以來研究者們并不清楚病毒DNA會(huì)插入到人類基因組中的什么位點(diǎn)。
一種名為整合體的蛋白復(fù)合物就可以不可逆地將病毒的DNA插入到人類DNA中，這一步驟就是病毒致病的關(guān)鍵，目前研究者難以對(duì)HIV的整合體進(jìn)行研究，很多和整合體相關(guān)的信息都是此前對(duì)原型泡沫病毒（PFV）的研究所得，為此本文研究中研究人員對(duì)小鼠乳房腫瘤病毒（MMTV）的整合體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，相比PFV而言MMTV和HIV關(guān)系更加密切一些。
為了確定MMTV的分子結(jié)構(gòu)特性，研究小組采用了低溫電鏡技術(shù)（Cryo-Electron Microscopy）進(jìn)行研究，相比傳統(tǒng)成像技術(shù)而言該技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，比如研究者并不需要誘導(dǎo)蛋白質(zhì)產(chǎn)生晶體來對(duì)其成像，利用這種新技術(shù)研究者就可以使得蛋白質(zhì)直接在液體狀態(tài)下被冷凍，隨后通過測(cè)定在樣品中電子束的偏離程度研究者就可以確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)了。隨后研究人員就利用低溫電鏡技術(shù)清楚揭示了結(jié)合在病毒DNA鏈上的MMTV的整合體的結(jié)構(gòu)，研究者指出，PFV復(fù)合物由結(jié)合在兩股病毒DNA鏈上的四種整合酶組成，而MMTV的組裝則是由每?jī)蓚€(gè)病毒DNA部分的8個(gè)整合酶分子組成。
研究者Lyumkis說道，揭示關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)差異就意味著，當(dāng)病毒將DNA插入到宿主DNA中時(shí)，復(fù)合物就會(huì)以一種*不同的方式同宿主DNA結(jié)合，PFV更喜歡整合入高度彎曲的宿主基因組中，而MMTV則會(huì)選擇直鏈的DNA進(jìn)行整合，當(dāng)然HIV喜歡哪種方式目前仍是個(gè)謎，但本文研究或?yàn)楹笃诮沂綡IV病毒整合宿主DNA的位點(diǎn)及方式提供新的思路。
目前研究人員希望通過更為深入的研究來理解在病毒整合期間，MMTV整合體復(fù)合物發(fā)生的一系列事件，即從病毒DNA結(jié)合到宿主DNA并且分析病毒DNA插入到宿主基因組中的整個(gè)過程，同時(shí)研究者Lyumkis還希望可以利用低溫電鏡技術(shù)來研究HIV整合體的分子復(fù)合物，從而獲得更多的研究信息和數(shù)據(jù)。
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