破解冠状病毒3D结构秘密

　　

生物通报道，来自荷兰莱顿大学医学中心分子细胞生物学系的研究者在最新一期的PNAS上发表他们的研究成果，他们利用电子显微镜技术破解了冠状病毒的三维结构秘密。

 

冠状病毒是一类有囊膜的病毒，其遗传物质为不分节段的正链单股RNA，是现今报道的最大的RNA基因组。2003年震惊世界的SARS就是由冠状病毒引起的。冠状病毒粒子呈不规则形状，在自然条件下其形态具有多样性。因此对 冠状病毒的3D结构研究并不多，现阶段研究较成熟的是冠状病毒的2D结构。

 

在本研究中，荷兰的研究小组以鼠肝炎病毒（murine hepatitis virus，MHV）为研究对象，Abraham Koster及其同事利用一种电子显微镜技术获得了鼠肝炎冠状病毒（MHV）及其核糖核蛋白核心的完整图像。此前，科学家只了解它们的二维图像，这妨碍了对该病毒的发病机制的详细研究。

 

冠状病毒是一种“包膜”病毒，这意味着它们的病毒载荷被蛋白质覆盖，这些蛋白质帮助病毒与其宿主融合。Abraham Koster及其同事证明了鼠冠状病毒有一个明显的球形外形，以及一个厚的异乎寻常的包膜，几乎是典型生物膜的厚度的两倍。他们报告说，这种额外的厚度是由一种广泛折叠的蛋白质核心而非一个有壳核心构成的一个额外的内层造成的。Abraham Koster及其同事提出，破解鼠肝炎冠状病毒的结构可以让科学家更好地为该病毒基因组建模，并提供对哺乳动物病毒结构的更完整的理解。

 

越来越多的研究者关注蛋白结构的研究，相信未来人类将攻克这些疾病难题。

 

相关报道：

2003年，SARS在中国大爆发后，以清华大学饶子和教授为首的研究组成功解析了SARS冠状病毒主要毒蛋白酶（3CL pro）的三维结构，这是世界上首次解析出SARS冠状病毒蛋白酶的三维结构。SARS病毒蛋白酶的解析成功，对于SARS的防治，具有重要的意义。这一研究成果发表在美国科学院院报（PNAS）上。

 

原文检索：Cryo-electron tomography of mouse hepatitis virus: Insights into the structure of the coronavirion

【Abstract】

Coronaviruses are enveloped viruses containing the largest reported RNA genomes. As a result of their pleomorphic nature, our structural insight into the coronavirion is still rudimentary, and it is based mainly on 2D electron microscopy. Here we report the 3D virion structure of coronaviruses obtained by cryo-electron tomography. Our study focused primarily on the coronavirus prototype murine hepatitis virus (MHV). MHV particles have a distinctly spherical shape and a relatively homogenous size (≈85 nm envelope diameter). The viral envelope exhibits an unusual thickness (7.8 ± 0.7 nm), almost twice that of a typical biological membrane. Focal pairs revealed the existence of an extra internal layer, most likely formed by the C-terminal domains of the major envelope protein M. In the interior of the particles, coiled structures and tubular shapes are observed, consistent with a helical nucleocapsid model. Our reconstructions provide no evidence of a shelled core. Instead, the ribonucleoprotein seems to be extensively folded onto itself, assuming a compact structure that tends to closely follow the envelope at a distance of ≈4 nm. Focal contact points and thread-like densities connecting the envelope and the ribonucleoprotein are revealed in the tomograms. Transmissible gastroenteritis coronavirion tomograms confirm all the general features and global architecture observed for MHV. We propose a general model for the structure of the coronavirion in which our own and published observations are combined.

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