新華社華盛頓4月7日電(記者 周舟)中國一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)日前采用冷凍電鏡技術(shù),在原子層面上重構(gòu)了一種結(jié)構(gòu)和功能極其復(fù)雜的皰疹病毒核衣殼,為后續(xù)研究病毒核衣殼在神經(jīng)細(xì)胞中的運(yùn)輸提供了“精細(xì)化”結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
發(fā)表在最新一期美國《科學(xué)》雜志上的這一研究,闡釋了可引起生殖器皰疹的“單純皰疹病毒-2”核衣殼的早期組裝機(jī)制。
皰疹病毒直徑約為150納米至200納米,保護(hù)病毒基因的核衣殼包含約4000個(gè)蛋白組分,尺寸巨大、成分復(fù)雜,且自身結(jié)構(gòu)具有一定“柔性”,在純化過程中容易造成顆粒局部微小形變。
冷凍電鏡技術(shù)能以高分辨率測(cè)定生物分子結(jié)構(gòu),但當(dāng)測(cè)定尺寸大于120納米的生物樣品結(jié)構(gòu)時(shí),其電子穿透樣品產(chǎn)生的信噪比偏低,并存在顆粒局部欠焦量顯著差異等問題,使其分辨率很難突破3.9埃(1埃等于十分之一納米)。
論文通訊作者、中國科學(xué)院生物物理研究所研究員王祥喜介紹說,他們對(duì)導(dǎo)致欠焦量差異的物理效應(yīng)進(jìn)行矯正,還把單個(gè)“單純皰疹病毒-2”顆粒分成了240個(gè)亞單位,并進(jìn)行分類和單顆粒重構(gòu),從而將冷凍電鏡技術(shù)的分辨率提高到3.1埃。
觀測(cè)發(fā)現(xiàn),這種病毒核衣殼主要蛋白組分VP5分為4種構(gòu)象,且存在較大差異,4種構(gòu)象相互作用并形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。王祥喜說,這些差異揭示了核衣殼具有良好穩(wěn)定性的原因。
基于這一觀測(cè)結(jié)果,研究人員提出一個(gè)“單純皰疹病毒-2”核衣殼有序組裝的結(jié)構(gòu)模型。
王祥喜說,分辨率顯著提升標(biāo)志著冷凍電鏡技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,給超大病毒和亞細(xì)胞系水平上超大復(fù)合體的近原子分辨率重構(gòu)帶來了希望。
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