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科学家利用电子显微镜发现病毒如何诱导宿主从而复制病毒

 容得草堂 2019-03-10

由细菌RNA聚合酶(浅灰和深灰色)和病毒n蛋白(红色)组成的复合物的三维结构。N的下端到达RNA聚合酶内,将两者连接起来。在其上部,n蛋白与RNA(橙色)和各种调节蛋白(黄色、蓝色和绿色)接触。

病毒依赖宿主细胞进行复制,但病毒如何诱导宿主与病毒的遗传信息相对应,从而产生子代病毒?几十年来,研究人员一直在研究一种被称为“再加工”的方法,试图找到这个问题的答案。柏林的一个研究小组利用高分辨率的高分辨率电子显微镜,成功地将这一过程转化为新技术。他们的发现发表在分子细胞.

没有宿主也没有病毒。虽然病毒确实能够通过在宿主之外生存而传播,但它们需要一个宿主来复制。病毒缺乏转录遗传信息和随后将其转化为新的病毒成分所需的复杂装置。这就是为什么所有病毒都需要进入宿主细胞的分子基础设施。几十年来,研究人员一直在研究病毒如何成功地利用宿主的功能。他们的工作主要集中在“变异”-依赖细菌宿主进行复制的病毒。其中最受研究和最具特色的是“再加工”。

以前的研究表明,该基因导入宿主的遗传信息,并将其插入宿主基因组的一个特定位点。聚合酶链反应是一种负责遗传信息的蛋白质复合体,它通常会在细菌基因的末端停止阅读这一信息,而忽略了插入在它后面的任何病毒基因。病毒使用一个技巧来阻止rna聚合酶在转录过程中产生:它引入了‘λ-N’,这是一种微小的蛋白质,附着在宿主的RNA聚合酶上,迫使它继续转录病毒基因。到目前为止,尽管付出了很大的努力,研究人员仍未能确定这种微小的蛋白质是如何达到这一目的。一个位于柏林的研究团队现在已经能够利用高分辨率成像技术对rna聚合酶-λN-复合物的三维结构进行研究,使他们能够对这种“病毒利用”提供详细的解释。

在他们的研究中,来自阿美公司的研究人员与来自柏林的同事和马克斯分子研究中心的同事一起工作。他们首先分别生产这种大蛋白复合物的个别成分。在这些成分之后,他们将所产生的复合物放入一层薄的水膜中,并使之变得更好。研究人员利用近亲电子显微镜,从不同的角度拍摄了蛋白质复合物的图像,用这些图像来计算蛋白质复合物的三维结构。“这种结构的本质告诉我们,小病毒?n蛋白将两种RNA聚合酶紧密结合在一起,从而防止它在细菌基因末端到达终止信号时崩溃,”该研究的第一批作者之一、医学物理与医学物理研究所(Institute of Medical物理学)的博士生阿莫特解释道。“正因为如此,RNA聚合酶即使在到达病毒基因后也会继续存在。一旦所有病毒基因都被读取,它们就被用作制造子代病毒的蓝图-这意味着病毒已经实现了它的目标。“他补充道:“我们的数据也解释了在50年的研究中记录的许多个别结果。综上所述,这些发现可能有助于开发新的抗菌药物。“

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