科學家利用電子顯微鏡發現病毒如何誘導宿主從而複製病毒

由細菌RNA聚合酶(淺灰和深灰色)和病毒n蛋白(紅色)組成的複合物的三維結構。N的下端到達RNA聚合酶內，將兩者連接起來。在其上部，n蛋白與RNA(橙色)和各種調節蛋白(黃色、藍色和綠色)接觸。

病毒依賴宿主細胞進行複製，但病毒如何誘導宿主與病毒的遺傳信息相對應，從而產生子代病毒？幾十年來，研究人員一直在研究一種被稱為「再加工」的方法，試圖找到這個問題的答案。柏林的一個研究小組利用高解析度的高解析度電子顯微鏡，成功地將這一過程轉化為新技術。他們的發現發表在分子細胞.

沒有宿主也沒有病毒。雖然病毒確實能夠通過在宿主之外生存而傳播，但它們需要一個宿主來複製。病毒缺乏轉錄遺傳信息和隨後將其轉化為新的病毒成分所需的複雜裝置。這就是為什麼所有病毒都需要進入宿主細胞的分子基礎設施。幾十年來，研究人員一直在研究病毒如何成功地利用宿主的功能。他們的工作主要集中在「變異」-依賴細菌宿主進行複製的病毒。其中最受研究和最具特色的是「再加工」。

以前的研究表明，該基因導入宿主的遺傳信息，並將其插入宿主基因組的一個特定位點。聚合酶鏈反應是一種負責遺傳信息的蛋白質複合體，它通常會在細菌基因的末端停止閱讀這一信息，而忽略了插入在它後面的任何病毒基因。病毒使用一個技巧來阻止rna聚合酶在轉錄過程中產生：它引入了『λ-N』，這是一種微小的蛋白質，附著在宿主的RNA聚合酶上，迫使它繼續轉錄病毒基因。到目前為止，儘管付出了很大的努力，研究人員仍未能確定這種微小的蛋白質是如何達到這一目的。一個位於柏林的研究團隊現在已經能夠利用高解析度成像技術對rna聚合酶-λN-複合物的三維結構進行研究，使他們能夠對這種「病毒利用」提供詳細的解釋。

在他們的研究中，來自阿美公司的研究人員與來自柏林的同事和馬克斯分子研究中心的同事一起工作。他們首先分別生產這種大蛋白複合物的個別成分。在這些成分之後，他們將所產生的複合物放入一層薄的水膜中，並使之變得更好。研究人員利用近親電子顯微鏡，從不同的角度拍攝了蛋白質複合物的圖像，用這些圖像來計算蛋白質複合物的三維結構。「這種結構的本質告訴我們，小病毒？n蛋白將兩種RNA聚合酶緊密結合在一起，從而防止它在細菌基因末端到達終止信號時崩潰，」該研究的第一批作者之一、醫學物理與醫學物理研究所(Institute of Medical物理學)的博士生阿莫特解釋道。「正因為如此，RNA聚合酶即使在到達病毒基因後也會繼續存在。一旦所有病毒基因都被讀取，它們就被用作製造子代病毒的藍圖-這意味著病毒已經實現了它的目標。「他補充道：「我們的數據也解釋了在50年的研究中記錄的許多個別結果。綜上所述，這些發現可能有助於開發新的抗菌藥物。「