科學家揭示病毒如何“接管”宿主細胞

近日，來自索爾克研究所和哈佛大學醫學院的研究人員利用*的成像技術揭示了一種特殊蛋白復合物的結構，這種蛋白復合物可以讓類似于HIV的病毒在機體中建立持久性的感染，相關研究刊登于雜志Nature上。

與此前的假設相反，這種鑒別出的病毒蛋白復合物結構揭示了逆轉錄病毒中分子架構類型的不同，該研究揭示了逆轉錄病毒如何將自身的基因組信息插入到人類細胞中，對于治療諸如HIV感染等疾病，以及改善基因療法來運輸新型DNA到遺傳突變的患者機體中提供了新的線索和幫助。研究者Dmitry Lyumkis教授說道，揭示逆轉錄病毒的整合機制遠比我們此前認為的要復雜的多；逆轉錄病毒會將遺傳信息插入到宿主的基因組中，從而將宿主細胞變為制造病毒的工廠，以HIV病毒為例，病毒基因可以整合到人類免疫細胞中，zui終殺死細胞釋放病毒顆粒，長期以來研究者們并不清楚病毒DNA會插入到人類基因組中的什么位點。

一種名為整合體的蛋白復合物就可以不可逆地將病毒的DNA插入到人類DNA中，這一步驟就是病毒致病的關鍵，目前研究者難以對HIV的整合體進行研究，很多和整合體相關的信息都是此前對原型泡沫病毒（PFV）的研究所得，為此本文研究中研究人員對小鼠乳房腫瘤病毒（MMTV）的整合體結構進行了研究，相比PFV而言MMTV和HIV關系更加密切一些。

為了確定MMTV的分子結構特性，研究小組采用了低溫電鏡技術（Cryo-Electron Microscopy）進行研究，相比傳統成像技術而言該技術具有很多優勢，比如研究者并不需要誘導蛋白質產生晶體來對其成像，利用這種新技術研究者就可以使得蛋白質直接在液體狀態下被冷凍，隨后通過測定在樣品中電子束的偏離程度研究者就可以確定蛋白質的結構了。隨后研究人員就利用低溫電鏡技術清楚揭示了結合在病毒DNA鏈上的MMTV的整合體的結構，研究者指出，PFV復合物由結合在兩股病毒DNA鏈上的四種整合酶組成，而MMTV的組裝則是由每兩個病毒DNA部分的8個整合酶分子組成。

研究者Lyumkis說道，揭示關鍵的結構差異就意味著，當病毒將DNA插入到宿主DNA中時，復合物就會以一種*不同的方式同宿主DNA結合，PFV更喜歡整合入高度彎曲的宿主基因組中，而MMTV則會選擇直鏈的DNA進行整合，當然HIV喜歡哪種方式目前仍是個謎，但本文研究或為后期揭示HIV病毒整合宿主DNA的位點及方式提供新的思路。

目前研究人員希望通過更為深入的研究來理解在病毒整合期間，MMTV整合體復合物發生的一系列事件，即從病毒DNA結合到宿主DNA并且分析病毒DNA插入到宿主基因組中的整個過程，同時研究者Lyumkis還希望可以利用低溫電鏡技術來研究HIV整合體的分子復合物，從而獲得更多的研究信息和數據。