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HIV研討迎來主要停頓!《迷信》提醒衣殼的主要感化

宣布日期:2020-10-09 閱讀次數:0

起源: 學術經緯 

《迷信》雜志昔日揭櫫了一篇關于HIV研討的主要論文。美國弗吉尼亞大學(University of Virginia)和猶他大學(University of Utah)的迷信家們協作,構建了一個無細胞的系統,初次讓HIV在體外順次完成逆轉錄和整合。經由過程這個無細胞的系統,迷信家們得以更好地視察關於HIV沾染而言相當主要的兩個步調。他們也發明病毒的衣殼(capsid)在這兩個步調中飾演的全新腳色。

作爲一種逆轉錄病毒,HIV能將本身的病毒RNA基因組逆轉錄爲雙鏈的DNA,並整合入所沾染細胞的基因組內。曩昔幾十年,迷信家們經由過程一系列構造、生化、和份子病毒學的剖析,曾經說明了介入這些步調的多個酶反響。但因為這些病毒顆粒深藏于細胞質與細胞核中,很難對其停止機制上的研討。這也是為什麽迷信家們想要開辟一個“無細胞”的系統。

先前,也有一些體外試驗可以研討逆轉錄,或是整合的步調,但這些試驗一次只能視察一個步調。而在本研討中,迷信家們設計和優化的系統可以持續視察這兩個步調。

▲持續視察HIV-1基因組逆轉錄和整合的體外無細胞系統(圖片起源:參考材料[1])

詳細來看,他們純化了HIV-1病毒體,應用能穿孔的多肽,在病毒包膜上“打”了一些小洞。隨後,他們添加了一些dNTPs,促使逆轉錄的產生。試驗中,迷信家們勝利視察到了雙鏈DNA的積聚。隨後,迷信家們往試驗系統中添加了細胞提取物,重現了病毒DNA整合入外源DNA的進程。測序成果確認病毒DNA整合的方法與預期分歧。

成心思的是,在確認哪些要素關於病毒的逆轉錄和整合起到癥結感化的時刻,一個意想不到的成果湧現在迷信家們眼前——HIV的衣殼。從構造上看,衣殼是包裹在病毒遺傳物資外的一層掩護。但這篇論文發明,衣殼在病毒沾染的過程當中,起到了更加自動的感化。

▲HIV的衣殼(黃色和紫色所示)包裹著病毒的RNA(藍色所示)(圖片起源:參考材料[2];Credit:Janet Iwasa)

經由過程遺傳學或生物化學的辦法,研討人員們發明,假如衣殼變得不穩固,病毒就沒法經由過程逆轉錄來複制本身的遺傳物資。這也是迷信家們初次直接註解,衣殼是HIV沾染的主要元件。

俗語說目擊爲實。爲了看清衣殼若何介入到了HIV沾染的進程,研討人員們應用冷凍電鏡技術,看到在逆轉錄的過程當中,衣殼大部門都堅持完全。在逆轉錄產生的8-10個小時後,研討人員們照舊可以視察到大型的完全衣殼構造,且病毒的核酸從衣殼的網狀晶格構造中排出。這一時光段正好是逆轉錄産物積累到峰值,產生整合的時光。

▲冷凍電鏡和份子建模技術讓我們無機會之前所未有的細節看清病毒(圖片起源:參考材料[2];Credit:Owen Pornillos, Barbie Ganser-Pornillos)

“這和教科書上寫的紛歧樣,”本研討的通信作者之一Wesley I. Sundquist傳授說道,“我們的數據顯示病毒的衣殼在支撐有用的逆轉錄方面,飾演了自動且弗成或缺的腳色。”

研討人員們指出,這項研討在無細胞的系統中重塑了HIV的逆轉錄和整合,並註解病毒的衣殼在個中起到了主要的感化。與先前的懂得分歧,它不只能掩護病毒基因組,讓病毒逾越細胞質,進入細胞核,接近整合位點,它照樣逆轉錄進程的癥結。

關於針對衣殼卵白的在研HIV藥物來講,這項研討註解它們能夠起效。而這個無細胞系統的樹立,也有助于將來對HIV沾染的癥結步調停止更詳實的研討,找到阻攔HIV的全新辦法。

參考材料:

[1] Devin E. Christensen et al,. (2020), Reconstitution and visualization of HIV-1 capsid-dependent replication and integration in vitro, Science, DOI: 10.1126/science.abc8420

[2] HIV up close: Unprecedented view of virus reveals essential steps for causing AIDS, Retrieved October 8, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/uouh-huc100220.php

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