武漢病毒所追蹤到單個流感病毒脫殼過程

單病毒示蹤可以實時動態高時空分辨地揭示病毒侵染的奧秘。流感病毒是對人類威脅最大的病毒之一。之前，Zhuang等曾示蹤了單個流感病毒進入細胞的過程。但是，實時示蹤病毒進入細胞後的脫殼過程，一直是未能實現的科學難題。最近，中國科學院武漢病毒研究所崔宗強學科組利用量子點特異性標記病毒的基因組和單顆粒示蹤技術，實時動態觀察到單個流感病毒的脫殼過程，揭示了病毒八節段RNA以單體形式釋放到細胞質並進入細胞核及其在細胞核內的動態行為與機制。

該團隊首先建立了量子點位點特異性標記甲型流感病毒基因組技術。在病毒感染過程中，病毒核糖核蛋白複合物（vRNP）頂端的聚合酶蛋白PA被可控生物素化，與鏈霉親和素修飾的量子點特異性結合，並組裝進入成熟的子代病毒粒子，從而獲得基因組被量子點標記的流感病毒。基於量子點的高亮度和耐光漂白等特點，利用單顆粒示蹤技術，結合病毒包膜和細胞組分熒游標記，對單顆流感病毒感染宿主細胞時的脫殼過程進行實時動態可視化分析。實時動態揭示了流感病毒在感染後30-90分鐘，病毒由早期內體進入晚期內體發生膜融合、基因組與病毒包膜分離、單個節段基因從晚期內體中分別釋放、解離釋放的單個節段基因入核及其在細胞核內運輸的動態過程。發現流感病毒八個vRNP在脫殼過程中以單獨而非組團的方式從晚期內體中釋放進入細胞質，這些單獨的vRNP以特徵性三階段主動運輸機制進入細胞核，入核後的vRNP以兩種不同的擴散模式運輸到其複製/轉錄位點等重要過程與機制。

該研究為世界上首次記錄到單個流感病毒脫殼的實時動態過程，對深入理解流感病毒在宿主細胞中的生命周期具有重要意義，並將為開發新的抗病毒途徑提供思路。

這一研究成果於1月9日在《美國國家科學院院刊》（PNAS）在線發表。博士生秦沖為論文第一作者，研究員崔宗強為通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等的資助。

圖：實時動態示蹤單個流感病毒脫殼過程

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