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Cell:揭示致命病毒的组装机制

时间:2019-09-18 点击:1330次 来源:

        来自Scripps研究所的研究人员发现了致命的埃博拉病毒(Ebola virus)组装的分子机制,这将为研究新型药物提供了新的靶标。而且令人惊讶的是,这一研究表明,组装和释放新病毒的同一个分子也能将其自身重新组装成不同的形状,并且每个形状控制着病毒生长周期的不同步骤。

这一研究成果公布在Cell杂志上。

文章作者,免疫与微生物系教授Erica Ollmann Saphire表示,“这就像是一个‘变形金刚',埃博拉病毒的这种蛋白能根据不同的功能,改变不同的形状”,“这也修订了分子生物学的中心法则——一种蛋白质分子只有一个形状,因此只行使一个生物学功能。

“这一发现为研发针对埃博拉病毒的新药物,打开了一道门”,文章的通讯作者Zachary Bornholdt博士说,“阻止病毒复制的药物可以靶向这一结构变形过程中任何的结构,或者中间步骤。”

埃博拉出血热是人类已知的最致命的疾病之一。这种病毒的形状宛如中国古代的“如意”,极活跃,病毒主要通过体液,如汗液、唾液或血液传染,潜伏期为2周左右。感染者均是突然出现高烧、头痛、咽喉疼、虚弱和肌肉疼痛。然后是呕吐、腹痛、腹泻。发病后的两星期内,病毒外溢,导致人体内外出血、血液凝固、坏死的血液很快传及全身的各个器官,病人最终出现口腔、鼻腔和肛门出血等症状,患者可在24小时内死亡。

埃博拉病毒与其“亲戚”马尔堡病毒(Marburg virus )能通过人们接触已经被感染的人或动物的体液,而被传染。感染会快速引起高烧,出血和休克。目前还没有可供人类使用的药物或疫苗。

为了能找到更有效的治疗方法,Saphire博士研究组与威斯康星大学,日本东京大学的Yoshihiro Kawaoka教授展开了合作,后者提供了细胞显微技术,以及解析了关键的复制过程,帮助Saphire博士研究组完成了X-射线晶体学和蛋白质生物化学方面的研究。

这样经过五年的时间,研究人员破解了埃博拉病毒VP40蛋白的结构特征,表明这种蛋白呈二聚体形式存在,而不是如之前认为的单体形式。并且这种蛋白能重排其结构,组装构建病毒的外壳或“阵列”,从而释放从感染细胞中释放出无数新病毒。

这一研究表明蛋白也能进行重新排列,形成环,以便绑定到RNA上,控制病毒的内部组件。 

这种“形状转变”或“变形”的行为解释了埃博拉病毒如何能只凭少数有限的基因,完成多步骤的病毒生命周期过程。

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