2019-05-14 20:01:02
极度寒冷可以揭示疱疹病毒感染的动态

导致水痘病毒的有趣之处在于没有人确切知道它或它的许多疱疹病毒表亲是如何入侵和感染细胞的。这是一个问题:如果没有这方面的知识,很难找到更好的方法来治疗和预防不仅仅是水痘,而是由密切相关的病毒引起的其他疾病,如巨细胞病毒,爱泼斯坦 - 巴尔病毒和带状疱疹 - 一种痛苦的病症去水痘。

现在,斯坦福大学的病毒学家正在与新斯坦福 -  SLAC冷冻电子显微镜设施的科学家合作,重新审视疱疹病毒如何感染细胞。在Stanford Bio-X种子基金的支持下,他们正在拍摄水痘病毒(也称为水痘 - 带状疱疹病毒)表面蛋白质的一些最详细的图片。这些图片可能很快就会揭示出如何阻止疱疹病毒感染的线索,安娜·阿尔文实验室的高级研究科学家,Lucile Salter Packard儿科学教授,微生物学和免疫学教授Stefan Oliver说。

“我们正在使用低温-EM技术从字面上看大局,”奥利弗说。

Oliver说,新图像的关键是一种相对较新的技术,称为低温电子显微镜或低温电子显微镜。过去,如果研究人员想要研究病毒如何利用其表面的蛋白质感染细胞,他们首先会产生缩短形式的病毒蛋白并使其结晶。通过将X射线散射到该晶体上,团队可以推断出蛋白质的结构,这可以产生有关其如何工作的信息。

Arvin说,问题在于结晶形式不一定与蛋白质具有相同的形状,因为它存在于病毒上或在受感染的细胞中产生。更重要的是,X射线晶体学无法揭示这些蛋白质的形状如何随着它们进入细胞而变化,因为它只捕获一种状态的蛋白质。

Arvin和Oliver的合作者Wah Chiu是生物工程和微生物学和免疫学的光子科学教授,他说,Cryo-EM可以解决这些问题。通过在低于零度数百度的温度下快速冷冻病毒,基本上在保持其结构的同时停止运动,研究人员可以使用电子显微镜拍摄病毒及其蛋白质。这是一个数据密集型过程 - 低温EM实验室与SLAC的高性能研究计算中心密切合作 - 但最终结果是具有原子级细节的图像,这是任何其他方式都无法实现的。

到目前为止,Oliver,Arvin和Chiu已经开始收集水痘 - 带状疱疹病毒的图像和一种帮助病毒进入细胞的蛋白质,糖蛋白B以及蛋白质的抗体。这些图片揭示了抗体与蛋白质结合的位置,这些信息可以帮助其他研究人员设计分子来干扰感染。 Chiu说,下一步是将病毒与实际细胞一起拍照,这将使研究小组能够在感染的不同阶段看到水痘 - 带状疱疹病毒及其蛋白质。

有了这些信息,Arvin说,“我们对如何干扰感染过程有了更好的认识。”在这方面,这些知识可以为那些无法获得标准疫苗和更好的带状疱疹治疗及其后遗症的儿童提供预防水痘的新方法。 Arvin说,它还可以为更好地了解其他疱疹病毒感染奠定基础。

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