Nature封面:首次发现球形病毒新结构

【字体: 时间:2006年02月08日 来源:生物通

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生物通报道:球形病毒是目前病毒生理学研究的主要方向,一般认为其具有二十面体对称的衣壳,然而最近来自美国国家大分子成像中心(National Center for Macromolecular Imaging)的研究人员发现了一个完整的、没有二十面体对称的球形病毒的结构,这一发现为病毒学研究,以及病毒进化研究提供了新线索。这一成果刊登在2月2日Nature杂志上。

病毒衣壳由一至几种蛋白组成,其装配形式有二十面体对称、螺旋对称和复合对称三种类型(见下)。二十面体对称型的衣壳蛋白形成二十面体,核酸包在其中;螺旋对称型的衣壳蛋白与核酸呈螺旋形排列,核酸交织在其中;复合对称型为同时具有或不具有两种对称性形式的病毒。

美国国家大分子成像中心主任Wah Chiu 博士领导的研究小组在对感染人类病原体“鸭沙门氏菌”(Salmonella anatum,属于沙门氏菌)的一个病毒——“epsilon15噬菌体”的研究中发现这个病毒的二十面体蛋白壳由60个六聚体和11个五聚体组成,其中非二十面体的部分聚集在12个衣壳定点中的一个上,DNA通过这些定点被包裹起来和释放出去。而病毒基因组在共轴“线圈”结构中,一个以前未被识别出来的蛋白锥包裹在DNA的端点上。

这一研究采用了简化图像重建技术(The image reconstruction ):由于生物散射介质的结构特征信息隐含在漫射光中,所以如果能找到描述光在介质中迁徙规律,通过测试漫射光的有关参数,在眼光的散射路径逆向追溯,就能重建散射介质结构图像。比如采用锁摸激光器作光源,条纹相机测试散射体周围的漫射光的时间分辨参量,再用逆问题算法进行图像重建。Wah Chiu博士表示这一技术可以用于其它生物混合对称成分的观测和分析。
(生物通记者:张迪

附:
Wah Chiu 博士

美国国家大分子成像中心主任
Baylor医学院生化与分子生物学系教授
结构与计算生物学和分子生物学研究生项目主席

Wah Chiu教授主要从事结构和计算生物学方面的研究,旨在通过X射线晶体衍射、电子显微镜和计算机三维重构等方法来研究病毒、离子通道、膜蛋白和蛋白复合物等生物大分子的结构,从而揭示生物分子机器的功能,曾多次在Nature、Science、Structure等知名杂志发表文章。

原文:
Nature 439, 612-616 (2 February 2006) | doi:10.1038/nature04487
Structure of epsilon15 bacteriophage reveals genome organization and DNA packaging/injection apparatus
Wen Jiang, Juan Chang, Joanita Jakana, Peter Weigele, Jonathan King and Wah Chiu1

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