《科学》：新研究揭示艾滋病病毒衣壳
科学"杂志今天发表了一篇关于艾滋病毒研究的重要论文 。弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)和犹他州大学(Universityof犹他)的科学家合作建立了一个无细胞系统 ， 首次允许艾滋病毒在体外进行逆转录和整合 。通过这个去细胞系统 ， 科学家们能够更好地研究对艾滋病毒感染至关重要的两个步骤 。他们还发现 ， 病毒的衣壳(Capsid)在这两个步骤中都发挥了新的作用 。
作为一种逆转录病毒 ， HIV可以将其病毒RNA基因组逆转为双链dna ， 并将其整合到受感染细胞的基因组中 。在过去的几十年中 ， 科学家通过一系列的结构、生化和分子病毒学分析 ， 澄清了这些步骤所涉及的许多酶反应 。然而 ， 由于这些病毒粒子隐藏在细胞质和细胞核中 ， 因此很难研究这些病毒粒子的作用机理 。这就是为什么科学家们想要开发一个"无细胞"系统 。
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【《科学》：新研究揭示艾滋病病毒衣壳】
以前 ， 有一些体外实验可以研究反转录或整合步骤 ， 但这些实验一次只能观察一步 。在这项研究中 ， 设计和优化的系统可以持续地观察这两个步骤 。
具体来说 ， 他们用穿孔肽纯化了HIV-1病毒 ， 并在病毒包膜上打了个洞 。随后 ， 他们添加了一些dNTPs ， 以促进反转录的发生 。在实验中 ， 科学家成功地观察到双链dna的积累.随后 ， 科学家将细胞提取物加入到实验系统中 ， 重新将病毒DNA整合到外源DNA中 。测序结果证实病毒DNA的整合符合预期 。
有趣的是 ， 当确定哪些元素在病毒的反转录和整合中起着关键作用时 ， 一个意想不到的结果出现在科学家面前--艾滋病病毒的衣壳 。从结构上讲 ， 衣壳是包裹在病毒遗传物质上的一层保护层 。然而 ， 本文发现衣壳在病毒感染过程中起着更为积极的作用 。
通过基因或生化方法 ， 研究人员发现 ， 如果衣壳变得不稳定 ， 病毒就无法通过反转录复制其遗传物质 。这也是科学家首次直接证明衣壳是艾滋病毒感染的重要组成部分 。
俗话说 ， 眼见为实 。为了了解衣壳在HIV感染过程中的作用 ， 研究人员用冷冻电镜观察了大部分衣壳在反转录过程中保持完整 。逆转录8到10小时后 ， 研究人员仍然能够观察到一个大的、完整的衣壳结构 ， 病毒的核酸从衣壳的网状结构中释放出来 。这一时期正是逆转录产物积累到峰值并发生整合的时期 。
该研究的作者之一温斯利·I·桑德奎斯特(WesleyI.Sundquist)教授说："这与教科书中写的不同 。"我们的数据显示 ， 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 。
研究人员指出 ， 这项研究重塑了艾滋病病毒在无细胞系统中的转录和整合 ， 并表明病毒的衣壳在其中起着重要作用 。与先前的理解相反 ， 它不仅保护病毒基因组 ， 让病毒穿过细胞质 ， 进入细胞核 ， 靠近整合点 ， 也是反转录过程的关键 。
对于正在研究的用于衣壳蛋白的HIV药物 ， 研究表明它们可能有效 。建立这种无细胞系统也将有助于更详细地研究今后HIV感染的关键步骤 ， 并找到一种新的方法来阻止艾滋病 。
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