在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)和美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)致命性的尼帕病毒(Nipah virus)和其他的類似病毒以一種更加隨意的方式進(jìn)行自我組裝。這一發(fā)現(xiàn)可能允許科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出更有效的疫苗和排除很多抵抗這些病毒的方法。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上,論文標(biāo)題為“A stochastic assembly model for Nipah virus revealed by super-resolution microscopy”。論文通信作者為英屬哥倫比亞大學(xué)化學(xué)教授Keng Chou。
圖片來(lái)自Nature Communications, doi:10.1038/s41467-018-05480-2。
這些研究人員利用英屬哥倫比亞大學(xué)開(kāi)發(fā)出的一種超分辨率顯微鏡觀察這些病毒是否真正地按照科學(xué)家們猜測(cè)的方式進(jìn)行組裝。
Chou說(shuō),“我們研究了數(shù)百?gòu)垐D片,而且我們不能夠找到任何支持當(dāng)前組裝模型的圖片。 對(duì)其中的一些致命性病毒而言,它們的復(fù)制過(guò)程實(shí)際上并沒(méi)有人們想象的那么復(fù)雜。”
尼帕病毒是一種“包膜”病毒,它從被感染的宿主細(xì)胞中獲得外層包裝,就像導(dǎo)致流感、狂犬病、麻疹和艾滋病的病毒一樣。在人類和動(dòng)物中,尼帕病毒能夠?qū)е聡?yán)重疾病和致命性的腦腫脹。東南亞每年爆發(fā)的疫情導(dǎo)致40%~90%的尼帕病毒感染者死亡。2018年,在印度的19名尼帕病毒感染者中,僅兩人存活下來(lái)。
尼帕病毒有三種結(jié)構(gòu)蛋白:一種提供結(jié)構(gòu)支持的基質(zhì)蛋白,以及兩種能夠讓這種病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合并融合在一起的包膜蛋白。科學(xué)家們認(rèn)為,基質(zhì)蛋白“招募”包膜蛋白,發(fā)出某種信號(hào),這樣它們就能夠在細(xì)胞膜上連接在一起,從而成為一種功能性的病毒。人們?cè)噲D找出這一信號(hào),以便希望找到破壞這個(gè)過(guò)程的方法。
然而,Chou和他的團(tuán)隊(duì)觀察到包膜蛋白傾向于隨機(jī)地散布在細(xì)胞膜上。他們?nèi)缃裣嘈女?dāng)這些蛋白被整合到病毒中時(shí),它們是隨意地被獲取的。這會(huì)比之前設(shè)想的更快地產(chǎn)生病毒顆粒,但是許多基質(zhì)蛋白根本不會(huì)獲取這些包膜蛋白,因而就不會(huì)成為功能性的病毒。
這一觀察結(jié)果對(duì)疫苗接種(不僅是抵抗尼帕病毒,而且還潛在地抵抗流感病毒、HIV和其他的包膜病毒)產(chǎn)生影響。疫苗通過(guò)讓人接觸少量經(jīng)過(guò)修飾的病毒或病毒蛋白來(lái)起作用。當(dāng)前,還沒(méi)有批準(zhǔn)用于人體使用的尼帕病毒疫苗。正在開(kāi)發(fā)的潛在策略之一是使用病毒樣顆粒來(lái)刺激免疫反應(yīng),其中病毒樣顆粒是模擬病毒的基于蛋白的結(jié)構(gòu)。
論文第一作者、英屬哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系博士后研究員Qian Liu說(shuō),“如果一種疫苗含有大量的僅擁有基質(zhì)蛋白但不擁有包膜蛋白的病毒樣顆粒,那么它就不會(huì)對(duì)輔助病毒入侵宿主細(xì)胞所必不可少的蛋白產(chǎn)生強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。如果我們找到一種方法從這種混合物中排除這些非功能性顆粒,那么疫苗就可能變得更加有效。”
參考資料:
Qian Liu, Lei Chen, Hector C. Aguilar et al. A stochastic assembly model for Nipah virus revealed by super-resolution microscopy. Nature Communications, Published Online: 03 August 2018, doi:10.1038/s41467-018-05480-2.
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