作者:Arne Moeller 来源:《科学》 发布时间:2012-11-27 10:42:39
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科学家发布前所未有流感病毒细节
 
时至流感高发季节,来自Scripps研究院TSRI的研究人员近期完成了流感病毒研究的一项重大进步——以前所未有的精确度“看”到了流感必需的蛋白复合物之一,这将有助于解析流感病毒如何在感染细胞中复制的分子机理。这项研究采用了先进的分子生物学和电子显微镜技术,获得的图像也有助于找到流感病毒的弱点,从而用于药物研发。
 
除此之外,另外一组独立的研究小组也获得了相似的结果,这些研究成果公布在11月22日Science杂志在线版上,主要围绕着流感病毒的核糖核蛋白(RNP)展开,这种蛋白包含有病毒的遗传物质,并且其中也有一些特殊的酶,能用于病毒自身复制。
  
核糖核蛋白复合物是由病毒的单股RNA基因组的片段组成的,这在此前是难以分析的,而这两个独立的研究团队(美国和西班牙)利用新技术解析了这一复合物的结构和组装,揭示了病毒多聚酶、RNA基因组及核蛋白是如何在RNP中相互作用的,并因此带来了对流感病毒的转录和基因复制的机制的深刻理解。
 
在这些新研究中,成像技术的创新令研究人员能在更短的时间内,对更少的样品分子更容易的分析,“比如说,这些技术能在连续数天力自动收集数据,而这在此前的电子显微技术工作中时无法实现的,”其中一项研究的第一作者,成像组博士后研究员Arne Moeller说。
 
电子显微技术能通过电子,而不是光线中的光子激打样品分子,获取高分辨率的图像,这些图像能显示许多之前已发现的RNP复合物。然而领导Moeler和他的同事们感到惊讶的是,其中许多似乎也出现了一些新的,局部RNPs,“这些是分支,这一发现令人兴奋的,”他说。
 
“这项研究获得了之前从未被发现的记录RNPs复制的图像,”Kirchdoerfer说,这些从数万个单个RNPs图像中获得的数据,以及其它一些数据结合在一起,令研究人员完成了迄今为止流感RNP结构和功能最详细的模型图。
 
这一模型包含有RNA病毒聚合酶如何结合上RNA,如何完成病毒基因表达这一棘手任务的详细内容,还有病毒聚合酶的一个单独包括如何能进行RNP复制的过程,“现在我们更深入了解了之前许多有关流感病毒RNP的机制,并将与特定的RNP结构对应上了,”Kirchdoerfer说。
 
通过新流感NP模型,研究人员也找到了一些病毒的弱点。其中之一就是一种聚合酶亚基的形状变化,这个亚基能抓住病毒RNA,并将其送到聚合酶的活性位点,也就是第二个亚基上,这种变化在病毒基因转录过程中进行。
 
另外一个就在于聚合酶和病毒核蛋白之间的关键相互作用。流感的RNP长而灵活,在电子显微镜图像中呈现出弯曲和扭转,而这个结构模型还有待进一步改进,“根据这个模型,还无法设计药物,”Kirchdoerfer说,“但我们现在对于流感RNP的作用机理有了更深入的理解,因此也有了设计出更好的流感药物的前提。”
 
其中一项研究:“Organization of the Influenza Virus Replication Machinery”获得了美国国立卫生研究院(AI058113,GM095573)和联合创新中心膜蛋白结构测定项目(P50GM073197)等的资助。(来源:生物通 张迪)
 
 
 
 
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