病毒脫殼釋放遺傳物質(zhì)是病毒侵染早期階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于脫殼過程的研究也將發(fā)現(xiàn)抗病毒治療新途徑。但是，與病毒入侵的其它過程相比，目前對(duì)于病毒脫殼的認(rèn)識(shí)還很欠缺，特別是對(duì)脫殼過程發(fā)生的時(shí)空動(dòng)態(tài)機(jī)制鮮有了解。近期，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所研究員崔宗強(qiáng)與中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員張先恩、武漢大學(xué)教授何治柯等課題組合作，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察到單個(gè)艾滋病毒的脫殼過程，揭示了病毒入侵細(xì)胞時(shí)基質(zhì)蛋白、衣殼蛋白、病毒核酸等不同層次、不同組分逐級(jí)順序解離過程和時(shí)空機(jī)制。
由于病毒脫殼是一個(gè)復(fù)雜精巧的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化過程和瞬時(shí)分子事件，該團(tuán)隊(duì)首先建立了艾滋病毒多色熒光標(biāo)記和活細(xì)胞內(nèi)單個(gè)病毒實(shí)時(shí)示蹤分析方法，動(dòng)態(tài)可視地追蹤病毒脫殼過程。利用金屬釕有機(jī)配合物([Ru(phen)2(dppz)]2+)、雙砷染料（FlAsH/ReAsH）和熒光蛋白（EGFP/ECFP）分別對(duì)病毒的基因組RNA、衣殼蛋白CA和基質(zhì)蛋白MA進(jìn)行熒光標(biāo)記，構(gòu)建了具有良好侵染能力的雙色和三色熒光標(biāo)記病毒顆粒。結(jié)合活細(xì)胞內(nèi)單顆粒示蹤技術(shù)，對(duì)單個(gè)艾滋病毒入侵宿主細(xì)胞時(shí)的解離脫殼過程進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可視化分析，揭示了艾滋病毒在侵染宿主細(xì)胞后60-120分鐘期間，病毒基因組、衣殼蛋白和基質(zhì)蛋白以一個(gè)類似于“火箭升空逐級(jí)分離”模式動(dòng)態(tài)順序解離。基于藥物抑制和統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)病毒解離脫殼過程的時(shí)間和效率會(huì)受到細(xì)胞因子CypA和病毒逆轉(zhuǎn)錄過程的影響。
該研究為國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)單個(gè)艾滋病毒脫殼過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)解析，對(duì)深入理解艾滋病毒在宿主細(xì)胞中的生命周期具有重要意義，也將為開發(fā)新的抗病毒途徑提供思路。所建立的病毒多色標(biāo)記和單病毒脫殼示蹤技術(shù)，也為研究其它病毒脫殼及與宿主細(xì)胞的相互作用提供了技術(shù)方法。
這一研究成果已在ACS Nano 在線發(fā)表（DOI:10.1021/acsnano.6b02462），博士生馬英新為論文的第一作者。該研究得到了國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等基金項(xiàng)目的資助。
科學(xué)家觀察到單個(gè)艾滋病毒脫殼過程
