流感造成了全世界大量患者患上疾病,甚至死亡。這類病毒具有令人費解的適應(yīng)新宿主物種的能力,因此造成的毀滅性大流行的風險是公共衛(wèi)生的一個嚴重威脅。
這種病毒進行復制和轉(zhuǎn)錄的分子機器是其具有快速演變能力的關(guān)鍵原因,研究發(fā)現(xiàn)任何流感病毒的核心都在于其8個RNPs分子,這種小分子機器對于病毒存活,以及在宿主中擴散至關(guān)重要。
每個RNP都含有RNA病毒基因組中的一個片段,通常是一個單個蛋白編碼基因,這些RNA片段外包裹上具有保護功能的病毒核蛋白,以及類似鏈條上絞繞扭曲環(huán)的結(jié)構(gòu)。這種扭曲環(huán)的自由端與一種流感病毒聚合酶連接,這種酶可以處理兩項關(guān)鍵任務(wù):制造新病毒基因組RNA,以及完成RNA基因轉(zhuǎn)錄,從而能翻譯出新的病毒蛋白。
(流感是由以核蛋白(藍色)包裹病毒的RNA基因組(綠色)的流感病毒所引起的)
這種流感聚合酶除了在普通感染過程中的重要性,而且還具有能破除關(guān)鍵“物種障礙”的作用,比如禽流感病毒和被感染哺乳動物之間的物種差異。這種酶上關(guān)鍵位點出現(xiàn)突變,幫助病毒能感染新物種,因此研究人員急切的想要知道,這種流感聚合酶,與RNP其余部分相互作用的細節(jié)內(nèi)容。
要想獲得這些細節(jié)并不容易,原因之一在于流感RNPs十分復雜,很難在實驗室環(huán)境內(nèi)有效獲取。而且流感聚合酶基因在實驗細胞中也尤為難以表達,其組成部分:三個獨立的片段,或者稱為亞基好像是通過某種自組裝方式才能組裝在一起的。
時至今日,唯一實驗室中獲得的流感RNP還是縮減了的版本,其結(jié)構(gòu)與天然流感RNPs并不完全相同,并且能用于此類研究的病毒數(shù)量不多,導致了研究停滯不前。
然而,在這項研究中,研究人員成功地開發(fā)出了一種檢測細胞表達的新系統(tǒng),這一系統(tǒng)能生成完整流感RNPs形成所需的所有蛋白和RNA組件,“我們能讓細胞正確組裝這些組件,從而能獲得自我復制的RNPs,” 文章的第一作者Robert N. Kirchdoerfer說,當時Kirchdoerfer是Wilson實驗室里的一名在讀博士生,現(xiàn)在他已成為TSRI Erica Ollmann Saphire教授的博士后研究員了。Kirchdoerfer最終純化出了足夠用于電子顯微鏡分析的流感RNP。
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