里程碑式的创举!首次在试管中重现了HIV感染

【字体: 时间:2020年10月13日 来源:

  

完成了几十年来一直是白日梦的壮举,科学家们在试管中重现了感染艾滋病病毒(HIV)的第一步。这提供了近距离接触病毒的机会——否则就无法从细胞深处观察到病毒——并且能够识别出HIV病毒需要在其人体内复制的基本成分。具体地说,科学家们能够在病毒复制基因组并将其插入目标DNA时对其进行监控,反映在宿主体内发生的步骤。

文章发表在10月9日《Science》杂志上,使人们对艾滋病病毒的工作原理有了新的认识,从而可以对病毒生命周期的早期阶段进行前所未有的详细探索,这样的知识可以改善对艾滋病的治疗。

尽管它很危险,但HIV有着单纯的外表:类似于一个圆形的冰淇淋蛋卷,外壳将病毒的遗传物质包裹在里面。此前,人们一直认为这种外壳的主要作用是保护其珍贵的货物。但是Wesley I. Sundquist和Owen Pornillos的研究小组的研究表明,衣壳在感染中也起着积极的作用。

他们发现,当他们使用基因和生化方法来破坏衣壳的稳定性时,HIV不能有效地复制其遗传物质。这是第一次直接证明,衣壳不是单纯的包装,而是HIV感染过程本身的一个重要组成部分。

眼见为实,观察HIV分子的活动就为实验发现提供了依据。冷冻电子显微镜和分子模拟技术的最新进展,使我们能够精确地观察到这种病毒——在130纳米处,比红血球小约60倍。利用这些技术,研究小组将240个微小的蛋白质“瓦片”组合在一起形成锥形外壳。通过近距离观察,科学家们可以看到衣壳在整个复制过程中基本保持完整,称为反转录。

Sundquist特说:“这和教科书上的不一样。我们的数据表明,病毒衣壳在支持有效的反转录方面起着积极和不可或缺的作用。”

这一发现可能有助于解释为什么Gilead开发的一种HIV研究药物(首个针对病毒衣壳的药物),是一种有效的病毒抑制剂。Sundquist、Pornillos和其他人之前对HIV衣壳结构和功能的研究为该药物的设计提供了依据,该药物在第一阶段临床试验中表现良好。通过试管系统获得的其他见解可以进一步改进药物设计。

35年前,发现艾滋病的病因源于显微镜技术的进步和顽强的坚持。现在,科学家们经过数年的反复试验,终于在体外重现了该过程所需的最低成分。Pornillos说,现在简化的系统已经建立并运行,它为我们了解一个熟悉的敌人的更基本的真相打开了大门。

“对我来说,这其中既有基础知识方面的知识,也有转化方面的方面,可以帮助我们找到更好的方法来阻止艾滋病毒,”Pornillos说。“这是一项伟大的研究。”

原文检索:Reconstitution and visualization of HIV-1 capsid-dependent replication and integration in vitro

(生物通:伍松)

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