Science子刊：科學家首次精確模擬病毒進入宿主細胞的過程

近日，一項刊登在國際雜誌Science Advances上的研究報告中，來自賓州州立大學醫學院和匹茲堡大學醫學院的研究人員通過研究首次揭示了病毒入侵宿主細胞過程中病毒形狀所發生的變化，理解病毒形狀所發生的特異性改變或可幫助研究人員開發新型有效的抗病毒療法。

這項研究中，研究者調查了隨著病毒將其核酸注入到宿主細胞的過程中，病毒衣殼如何發生改變，這些改變的病毒顆粒被成為A顆粒或者病毒進入細胞中間體（virus entry intermediates）。此前研究中，將病毒置於極熱環境或者蛋白中就會促進整個病毒衣殼發生改變。

研究者Susan Hafenstein教授說道，利用實驗室的技術，很多研究者都能夠得到改變後的病毒顆粒的高解析度結構，所有這些技術都可以從四面八方來誘導衣殼，研究者假設，在現實的模擬狀況下，僅與細胞受體相互作用的病毒結構才會改變形狀。而本文研究中，研究者通過利用名為奈米圓盤 (Nanodiscs)的模擬膜結構模擬了細胞的表面狀況，他們將人類細胞受體插入到了奈米圓盤結構中，首次捕捉到了病毒的衣殼。

這種特殊的受體有著較長的尾部結構，其能夠埋入到細胞膜中，實驗中，受體能夠將尾部埋入到奈米圓盤結構中，從而就為研究者提供了一種模擬的膜結構來展示合適的受體如何同病毒相結合。隨後研究者將病毒衣殼添加到受體的膜中，同時研究者利用低溫電子顯微檢查技術觀察到了衣殼結構發生的改變。當將數千個2D圖像整合成為3D病毒衣殼結構後，研究者發現，此前觀察到的形狀改變僅會在受體與病毒結合的位點上發生。

研究者Hafenstein指出，文章中我們利用柯薩奇病毒B3（CVB3）進行研究，CVB3是一種類型的小核糖核酸病毒，這類病毒會快速發生突變引發多種人類疾病，比如普通感冒或者胰腺炎等。包括HIV在內的多種RNA病毒隨著複製都會發生改變，而這些高度突變的病毒往往會逃脫抗病毒療法的作用。

研究者最終的目的就是理解複雜錯綜的病毒生命周期，比如病毒如何進入到宿主細胞等等一系列問題，如果病毒能夠突變從而逃脫藥物的作用，那麼其或許就會失去進入細胞的能力；下一步研究者計劃利用大規模的奈米圓盤結構來捕捉病毒與模擬的膜結構進行相互作用的過程。

由於實驗中的奈米圓盤結構較小，因此研究者並不能獲得最佳的相互作用的圖像，未來研究人員希望通過更為深入的研究來對此進行改變，並且闡明誘發病毒釋放RNA進入到宿主細胞的過程及分子機制。

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