科學家首次發現了脊髓灰質炎病毒和普通感冒病毒等病毒“打包”其遺傳密碼的方式,使它們能夠感染細胞。
來自利茲大學和約克大學的研究小組最近在《PLOS Pathogens》雜誌上發表了這項研究結果,為開發能夠阻止此類感染的藥物或抗病毒劑提供了可能性。
一旦一個細胞被感染,病毒需要將其遺傳物質傳播到其他細胞。這是一個複雜的過程,涉及到病毒粒子的生成——病毒新形成的感染性副本。每個病毒粒子都是一個蛋白質外殼,內含病毒遺傳密碼的完整副本。然後,病毒粒子可以感染其他細胞並引起疾病。
到目前為止,對病毒組裝這些子病毒體的方式的詳細瞭解一直是個謎。
利茲大學結構分子生物學中心的前主任彼得·斯托克利(Peter Stockley)教授說:“這項研究非常重要,因為它改變了我們對如何控制一些病毒性疾病的思維方式。”斯托克利教授與約克大學的雷頓·特瓦羅克(Reidun Twarock)教授共同指導了這項研究。如果我們能破壞病毒粒子形成的機制,那麼就有可能阻止感染的發生。
“我們的分析表明,控制病毒粒子形成過程的分子特徵在遺傳上是保守的,這意味著它們不容易發生變異——降低了病毒發生變異並使任何新藥失效的風險。”
利茲和約克大學的這項研究彙集了病毒分子結構、電子顯微鏡和數學生物學方面的專家。
這項研究的重點是一種對人類無感染性的無害牛病毒——腸道病毒 E,它是人們普遍採用的脊髓灰質炎病毒的替代品。脊髓灰質炎病毒是一種危險的病毒,感染人類,導致脊髓灰質炎,是世界衛生組織根除病毒倡議的目標。
腸道病毒組還包括導致普通感冒的鼻病毒。該研究詳細闡述了所謂的 RNA 包裝訊號的作用,RNA 分子的短區域與病毒外殼中的蛋白質一起確保準確有效地形成感染性病毒粒子。
利用分子生物學和數學生物學的結合,研究人員能夠確定 RNA 分子上可能起包裝訊號作用的位點。利用利茲大學 Astbury 生物結構實驗室的高階電子顯微鏡,科學家們可以直接觀察到這一過程---- 這是第一次可以觀察到這種型別的病毒。
特沃洛克教授補充說: “詳細瞭解這一過程是如何運作的,以及它似乎存在於整個病毒性病原體家族中這一事實,將使製藥業能夠開發出抗病毒劑,阻止這些關鍵的相互作用並預防疾病”。
參考資料:
Chandler-Bostock R, Mata C P, Bingham R J, et al. Assembly of infectious enteroviruses depends on multiple, conserved genomic RNA-coat protein contacts[J]. PLoS Pathogens, 2020, 16(12): e1009146.