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        埃博拉病毒蛋白的近原子分辨率模型可以更清楚地了解病毒力學(xué)
        
			
        
				2019-03-16 09:34:40
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        沖繩科學(xué)技術(shù)研究生院(OIST)的研究人員首次以近原子分辨率對埃博拉病毒的核心成分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成像。該研究發(fā)表在自然雜志上，由Matthias Wolf教授和主要作者OIST分子低溫電子顯微鏡單元(MCEMU)的Yukihiko Sugita博士領(lǐng)導(dǎo)，與世界著名的病毒學(xué)家Yoshihiro Kawaoka教授合作(東京大學(xué))和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校，Takeshi Noda教授(京都大學(xué))和結(jié)構(gòu)生物學(xué)家Hideyuki Matsunami博士(OIST)。
        

        埃博拉病毒蛋白的近原子分辨率模型可以更清楚地了解病毒力學(xué)
        

        研究人員關(guān)注的是一種叫做核衣殼(NC)的病毒，這是一種蛋白質(zhì)復(fù)合物，可作為病毒遺傳物質(zhì)的支持結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)允許病毒復(fù)制其致命的有效載荷，達(dá)到破壞性的效果。Sugita博士將構(gòu)成核心核心的核蛋白-RNA復(fù)合物分離到高純度，然后用低溫電子顯微鏡(cryo-EM)對其進(jìn)行分析，以便最接近地觀察它們的結(jié)構(gòu)。
        

        “在這項(xiàng)研究之前，我們只知道NC結(jié)構(gòu)的最小部分，”Sugita博士說，“現(xiàn)在我們可以看到它作為一個(gè)整體，它可能有助于找到抗病毒藥物的目標(biāo)。”完整的埃博拉病毒是一種微小的隱形絲狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)放大數(shù)千倍時(shí)，看起來像一根短發(fā)。在這些細(xì)絲內(nèi)部是構(gòu)成功能性病毒的部分：NC和基質(zhì)蛋白，兩者都被表面糖蛋白和病毒包膜包裹。
        

        但是，OIST和公眾的科學(xué)家都沒有受到該研究的任何危害：NP-RNA復(fù)合物在OIST的生物安全實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的非感染性細(xì)胞中沒有任何實(shí)際的病毒RNA序列而產(chǎn)生，并且沒有任何風(fēng)險(xiǎn)。“這就像汽車的各個(gè)部分，”沃爾夫教授說，“除非底盤，發(fā)動(dòng)機(jī)，車輪等都在一起，否則什么都行不通。這就是我們研究的顆粒就像 - 它的大多數(shù)部件都不存在。它是無害。”
        

        以前的研究使用一種稱為電子斷層掃描的技術(shù)分析了NC結(jié)構(gòu)，但是由OIST團(tuán)隊(duì)生成的冷凍EM重建具有更高的定義，解決了單個(gè)RNA核苷酸和氨基酸側(cè)鏈。沃爾夫教授說：“我們的論文首次展示了近原子分辨率下NC結(jié)構(gòu)的樣子。”
        

        為了了解團(tuán)隊(duì)的進(jìn)步，想象一下你最喜歡的電影。如果之前的研究就像在VHS上觀看電影一樣，那么他們的新穎結(jié)構(gòu)就像在4K演示中看到的那樣：細(xì)節(jié)非常清晰，清晰的定義讓科學(xué)家能夠獲得關(guān)于病毒這一組成部分的最詳細(xì)的圖片。 。
        

        然而，實(shí)現(xiàn)這一局面是一個(gè)緩慢的過程。“蛋白質(zhì)復(fù)合物非常脆弱，”Sugita博士說，“獲得完整的樣品非常棘手。”
        

        準(zhǔn)備好樣本后，團(tuán)隊(duì)花了18個(gè)多月的時(shí)間才找到將NC重建為數(shù)字模型的正確方法。蛋白質(zhì)復(fù)合物的螺旋結(jié)構(gòu)看似簡單，但它具有很好的復(fù)雜性。僅通過一些螺旋的微小蛋白質(zhì)構(gòu)建塊來確定精確數(shù)量和對稱性可能會(huì)使整個(gè)模型無效。但經(jīng)過系統(tǒng)搜索，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)的出版物提供的一些提示，以及他們自己的高分辨率分析提供的新見解，OIST團(tuán)隊(duì)的努力得到了回報(bào); 一切都插到了位置。
        

        沃爾夫教授說：“現(xiàn)在我們對這個(gè)結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，”它更接近于弄清楚整個(gè)病毒的運(yùn)作方式。
        

        從低溫EM圖像生成的三維模型為將來的工作提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。研究人員現(xiàn)在能夠?qū)Π２├《綨C的整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的靶向研究，這可能指出了擊敗病毒的方法。
        
			

			
          
        
			
        
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