在一項新的研究中，來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)和英國牛津大學(xué)等研究機構(gòu)的研究人員首次破譯了病毒基因組如何在病毒衣殼內(nèi)濃縮。相關(guān)研究結(jié)果于2019年5月29日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Multiple liquid crystalline geometries of highly compacted nucleic acid in a dsRNA virus”。

論文通訊作者、赫爾辛基大學(xué)赫爾辛基生命科學(xué)研究所副教授Juha Huiskonen說道，“這項研究的動機是增加我們對病毒復(fù)制的基本認識，但是從長遠來看，這可能有助于治療病毒性疾病。”這一突破性結(jié)果是利用低溫電鏡技術(shù)實現(xiàn)的。近年來，低溫電鏡技術(shù)徹底改變了結(jié)構(gòu)生物學(xué)，即一個旨在理解生命分子如何在原子水平上發(fā)揮作用的生物學(xué)領(lǐng)域。通過使用強大的電子顯微鏡，這些研究人員拍攝了高純度病毒的成千上萬張圖像。這些圖像隨后經(jīng)結(jié)合在一起形成三維結(jié)構(gòu)模型，從而允許他們不僅能夠觀察構(gòu)成病毒衣殼的蛋白，而且還能夠首次追蹤這種蛋白外殼內(nèi)的核酸基因組。他們觀察到病毒基因組形成一種液態(tài)晶體，即一種高度濃縮和有序的液態(tài)物質(zhì)狀態(tài)。Huiskonen說道，“這種濃縮程度是非常顯著的。舉例來說，如果這種病毒有一個健身球那么大，病毒基因組是粗馬尼拉繩，那么就需要這種健身球里就會塞進近70米長的粗馬尼拉繩。”Huiskonen說。

為了允許病毒基因在病毒衣殼的范圍內(nèi)表達，病毒基因組的流動性可能是需要的，但是病毒基因組在這個過程中如何不會纏結(jié)在一起仍然是一個懸而未決的問題。在后續(xù)的研究中，這些研究人員旨在解決這個問題。

論文共同作者、赫爾辛基大學(xué)生物與環(huán)境科學(xué)學(xué)院大學(xué)講師Minna Poranen解釋道，“病毒顆粒是一種分子機器，可以通過給它提供正確的化合物來加以啟動。”Huiskonen補充道，“當(dāng)病毒正在進行它們的工作時，能夠在不同的狀態(tài)下觀察它們。通過這種方式，我們能夠更好地了解這些迷人的納米機器是如何發(fā)揮功能的。”

原始出處：Serban L. Ilca et al.Multiple liquid crystalline geometries of highly compacted nucleic acid in a dsRNA virus. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1229-9.

原標(biāo)題：

Nature：揭示病毒基因組如何濃縮在病毒衣殼內(nèi)部