新技术同时追踪HIV感染时的核酸和蛋白

【字体: 时间:2018年01月19日 来源:生物通

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  美国埃默里大学的研究人员近日开发出一种新颖的显微镜技术,让人们能够以单细胞的分辨率同时追踪病毒RNA、DNA和蛋白质的变化。这项成果于近期发表在《Nature Communications》杂志上。

  

如果将HIV病毒感染人体的过程看成是几个啮合的齿轮,那么宿主细胞是大齿轮,而促进感染的HIV组分(DNA、RNA和蛋白)是小齿轮。尽管人们能够单独观察核酸和蛋白,但目前还无法同时追踪这些齿轮如何共同作用,让病毒成功感染细胞。

美国埃默里大学的研究人员近日开发出一种新颖的显微镜技术,让人们能够以单细胞的分辨率同时追踪病毒RNA、DNA和蛋白质的变化。这项成果于近期发表在《Nature Communications》杂志上。

据这项研究的通讯作者、埃默里大学医学院的Stefan Sarafianos介绍,这种新技术被称为基于多重免疫荧光细胞的DNA、RNA和蛋白质检测(MICDDRP),它让人们首次追踪到整个复制周期内的HIV整合。

利用类似于荧光原位杂交(FISH)的技术,研究人员设计出特异探针来标记HIV感染期间的核酸中间体,这种技术也与蛋白免疫荧光高度兼容。这样,研究人员就有机会了解到感染早期的齿轮如何运转。例如,通过特异性标记病毒DNA的第一条链,他们发现逆转录是在细胞质中开始的。

此外,与HIV复制的主要模型一致,探针检测到逆转录过程中病毒RNA的减少和病毒DNA的增加,之后,病毒DNA被运送到细胞核。Sarafianos表示:“我们如今真正地追踪到逆转录的动力学——DNA如何生成,以及RNA如何降解。”

有意思的是,研究人员还发现,逆转录之后存在一次转录的爆发,或者说新生的RNA积累在细胞核中,然后再运输到细胞质中。“细胞内基因的转录爆发已经被多次报道,而我们发现它同样存在于HIV和感染细胞中,”Sarafianos说。

研究人员认为,了解HIV的复制周期将有助于抗病毒疗法的开发,从而阻止这些齿轮正常运转。此外,Sarafianos及其同事还希望,这种技术可以用来评估艾滋病药物的效果。(生物通 薄荷)

原文检索

Multiplex single-cell visualization of nucleic acids and protein during HIV infection

Nature Communications 8, Article number: 1882 (2017)
doi:10.1038/s41467-017-01693-z

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