应用文献

单病毒膜渗透行为研究


近年来,流感病毒已被用作包膜病毒的原型来研究病毒进入宿主细胞的过程。IFV中血凝素(HA)是嵌入IFV包膜的主要表面糖蛋白。 HA负责IFV与宿主细胞受体的连接,并在病毒进入过程中参与介导膜融合。众多研究已经为靶标和病毒膜之间的融合机制建立了一个公认的模型。该模型认为只有在靶标和病毒膜发生膜融合时才可形成孔从而介导病毒-细胞膜渗透行为。然而,其他报道也观察到在融合发生之前靶标和病毒膜的破裂。此外,关于腺病毒蛋白与宿主细胞的研究显示,宿主细胞膜可能在没有膜融合的情况下被破坏而进入病毒。另一方面,病毒包膜和靶宿主细胞膜具有不同的化学组成或结构,各个膜中形成孔的要求不同,因此靶宿主或病毒膜破裂也可能独立地被诱导。


综上所述,关于病毒-细胞膜渗透行为的机理还存在一定的争议,明确单个病毒与宿主细胞的复杂融合机制,可为设计抗病毒化合物提供有利信息。然而,常规的病毒整体融合测定法是对膜融合事件的集体响应,不能对细微、尤其是在纳米尺度复杂的融合细节进行直接和定量的研究,因此无法直接量化一些可以通过研究单个病毒、纳米尺度表面糖蛋白和脂包膜来获得的融合细节。例如,病毒感染过程在分子水平上引起的病毒膜和宿主细胞膜的化学和结构组成改变,可以通过分子特异性红外光谱技术来探测。然而,单个病毒、表面糖蛋白和脂包膜尺寸小于红外光的衍射极限,限制了单个病毒的红外光谱研究。因此,找到一个既可以提供纳米高空间分辨率,还能探测机械、化学特性(分子特异红外光谱)和环境影响的工具,使其可在单病毒水平上研究病毒膜融合过程是十分重要的。


来自美国乔治亚大学和乔治亚州立大学的Sampath Gamage和Yohannes Abate等研究者采用 nano-FTIR & neaSNOM研究了单个原型包膜流感病毒X31在不同pH值环境中发生的结构变化。同时,还定量评估了在环境pH值变化期间,抗病毒化合物(化合物136)阻止病毒膜破坏的有效性,提供了一种抑制病毒进入细胞的新机制。


详细信息阅读:应用专题|纳米分辨傅里叶红外光谱与成像技术(nano-FTIR & neaSNOM)助力科学家实现单病毒膜渗透行为研究进展


参考文献:[1] Sampath Gamage, Yohannes Abate et al., Probing structural changes in single enveloped virus particles using nano-infrared spectroscopic imaging, PLOS ONE.





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