Nature两篇论文揭示病毒感染细胞的机制

　　

    生物通报道  近日来自美国普渡大学和法国巴斯德研究所的两个科研小组揭示了病毒在侵入并与宿主细胞融合过程中蛋白质在原子层次上排布的情况，证实其蛋白质结构可随酸度变化而改变从而启动感染。两篇研究论文均发表在12月2日的《自然》（Nature）杂志上。

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    “这一发现代表了一个里程碑，”普渡大学生物学教授Michael Rossmann说。

    普渡大学的研究论文是由Michael Rossmann和实验室的博士后研究人员Long Li，以及普渡大学生物学系教授及主任Richard Kuhn及其实验室博士后研究人员Joyce Jose共同完成。

    Rossmann说：“我们的研究目的在于精确了解病毒感染人类和其他宿主的机制，从而更好地开发出疫苗和抗病毒药物。”

    研究的焦点集中在甲病毒属上。甲病毒属是一个病毒家族包括东部马脑炎病毒和基孔肯病毒，主要是通过蚊子和蜱传播。研究人员对构成病毒外壳80个刺突样结构的成分——两个“包膜蛋白”进行了研究。

   “病毒的刺突上包含了感染细胞受的所有结构，”Rossmann说道。

    在过去几年里研究人员已经获得了包膜蛋白1（E1）的结构。科学家们在过去的研究中鉴定了关于E2的普遍特征，例如其在蛋白复合物中的定位，然而对于E2的结构却知之甚少。在新研究中普渡大学的研究人员揭示了包膜蛋白2（E2）的结构以及E1-E2结合复合物的原子结构。

    病毒通过受体结合蛋白E2附着并进入到宿主细胞，在宿主细胞内病毒遇到酸性环境，从而诱导蛋白复合物结构发生改变。这些改变使得病毒与细胞膜融合所需的E1部分暴露出来，从而形成一个“融合孔”的结构，病毒的遗传物质通过“融合孔”转移到宿主细胞。一旦被病毒感染，宿主细胞就会在其后产生新的病毒颗粒。

    研究人员发现E2存在三个“结构域”，当其进入到酸性环境时通过置换其中的一个结构域从而与细胞膜进行融合。科学家们利用先进的成像技术，包括冷冻电子显微镜技术和X-射线衍射晶体分析法揭示了这些病毒的关键结构。

    由Rossmann和Kuhn领导的科研小组从事甲病毒属的研究工作已经有15年了，新研究工作得到了美国国立卫生研究所的资金资助。目前这个科研团队正在致力开发对抗甲病毒属和虫媒病毒的疫苗和抗病毒药物。