这个保守的 RNA motif是病毒侵染的关键
科學家首次發現了脊髓灰質炎病毒和普通感冒病毒等為了能夠感染細胞而打包其遺傳密碼的方式,發表于2021 年1月8日出版的《PLOS Pathogens》雜志。這一發現為開發出阻止這類感染的藥物或抗病毒分子提供了可能。
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。這是一個復雜的過程,涉及到病毒粒子 (virions)的生成——病毒新形成的感染性拷貝。每個病毒粒子都是一個包含完整病毒遺傳密碼的蛋白質外殼,其可以感染其他細胞并引起疾病。
迄今為止,病毒組裝子病毒粒子過程一直是一個謎。
利茲的阿斯特伯里結構分子生物學中心的前主任彼得·斯托克利教授說:“這項研究非常重要,因為它改變了我們控制一些病毒性疾病的思維方式。”斯托克利教授與約克的雷頓·特瓦羅克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,那么就有可能終止病毒感染的過程。”
“我們的分析表明,控制病毒粒子形成過程的分子特征在遺傳上是保守的,這意味著它們不容易發生突變,從而降低了因病毒突變而使新藥失效的風險。”
利茲大學和約克大學的研究匯集了病毒分子結構、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沒有傳染性的無害的牛病毒——e型腸病毒,它是脊髓灰質炎病毒的普遍替代研究病毒。脊髓灰質炎病毒感染人類后會引起脊髓灰質炎,是世界衛生組織根除病毒行動的目標。另外,腸病毒還包括導致普通感冒的鼻病毒。
該研究詳細說明了RNA包裝信號的作用,RNA分子的一段短區域與病毒外殼的蛋白質一起確保了精確和高效的感染性病毒粒子的形成。
利用分子生物學和數學生物學的結合,研究人員能夠識別RNA分子上可能充當包裝信號的位點。利用利茲大學(University of Leeds)阿斯特伯里生物結構實驗室(Astbury Biostructure Laboratory)的高級電子顯微鏡,科學家們能夠直接觀察這一過程——這是在任何此類病毒身上第一次做到。
特沃洛克教授補充說:“了解這一過程是如何運作的,以及它在整個病毒病原體家族中似乎是保守的這一現象,將使制藥公司能夠開發抗病毒藥物阻止這些關鍵的相互作用以預防疾病。”
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總結
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