逆轉(zhuǎn)錄病毒會將自己的遺傳學(xué)物質(zhì)插入被感染細胞，通過這種方式利用細胞的蛋白生產(chǎn)機器，生產(chǎn)病毒蛋白并裝配出新的病毒顆粒。這些新的病毒顆粒隨后又去感染其他細胞。當前最受矚目的逆轉(zhuǎn)錄病毒無疑是能夠引起艾滋病的HIV。HIV病毒的傳染性很強，其病毒基因會整合到人類免疫細胞并最終將其殺死。

逆轉(zhuǎn)錄病毒把DNA插入到宿主DNA，是它們引發(fā)疾病至關(guān)重要的一步。我們已經(jīng)知道這一過程由整合體（Intasome）負責(zé)，也就是整合酶-病毒DNA復(fù)合體。由于HIV整合體研究起來比較困難，科學(xué)家們目前主要研究的是原型泡沫病毒PFV（另一種逆轉(zhuǎn)錄病毒），并且認為其他逆轉(zhuǎn)錄病毒和PFV一樣使用四聚體整合酶。然而Nature雜志二月十七日發(fā)表的一項最新研究表明，事情并沒有這么簡單。

小鼠乳腺腫瘤病毒（MMTV）在某些方面與HIV的親緣關(guān)系更近。Salk研究所和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了MMTV的整合體，獲得了高分辨率的分子結(jié)構(gòu)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，MMTV的整合體包含八個整合酶。MMTV的八聚體整合酶與PFV的四聚體整合酶存在較大的結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致它們在整合過程中以不同的方式與宿主DNA互作。PFV傾向于宿主基因組高度彎曲的地方，而MMTV更偏愛DNA直鏈。

“逆轉(zhuǎn)錄病毒DNA的整合機制比我們想象的更加多樣化，這會形成完全不同的感染模式，”文章的資深作者，Salk研究所的Dmitry Lyumkis指出。這項研究的發(fā)現(xiàn)可以幫助人們更好的理解HIV和其他逆轉(zhuǎn)錄病毒的感染機制，不僅為HIV治療帶來了新的啟示，還將有助于基因療法的改良。

冷凍電鏡具有傳統(tǒng)成像技術(shù)無法比擬的一些優(yōu)勢，比如不需要結(jié)晶。用冷凍電鏡進行結(jié)構(gòu)分析時，是在液氮溫度下瞬間冷凍蛋白質(zhì)懸液，讓蛋白質(zhì)分子周圍的水分保持類似液體的狀態(tài)，然后再通過成像解析蛋白分子的三維結(jié)構(gòu)。

不久以前，冷凍電鏡還不是大多數(shù)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家們的第一選擇。而現(xiàn)在，冷凍電鏡已經(jīng)成為了X射線晶體衍射的有力競爭者，不僅在分辨率上能夠與之匹敵，還適用于難以結(jié)晶的大分子。可以說，這一技術(shù)為結(jié)構(gòu)生物學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域帶來了一場革命。

呼腸孤病毒（Reoviridae）的蛋白衣殼包裝著分節(jié)段的雙鏈RNA基因組，并且通過TEC進行內(nèi)源性mRNA合成。加州大學(xué)洛杉磯分校的周正洪教授和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動科院的孫京臣教授去年十月在Nature雜志上發(fā)表文章，通過冷凍電鏡技術(shù)揭示了這種雙鏈RNA病毒的基因組和TEC結(jié)構(gòu)。周正洪教授是著名的華人科學(xué)家，主要研究方向是利用冷凍電鏡技術(shù)對病毒和大分子復(fù)合物進行高分辨的結(jié)構(gòu)和功能研究，曾在Science，Nature，PNAS等國際知名雜志發(fā)表多篇論文。

甘氨酸是神經(jīng)系統(tǒng)的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它通過甘氨酸受體（GlyR）起作用，打開氯離子通道進而抑制神經(jīng)元的激發(fā)。GlyR控制著多種運動和感知功能，包括視覺和聽覺。GlyR發(fā)生突變與自閉癥、過度驚嚇等神經(jīng)疾病有關(guān)。由于缺乏高分辨率的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，人們對甘氨酸受體的分子機制還知之甚少。去年九月Nature雜志發(fā)表的一項研究利用冷凍電鏡技術(shù)，為人們闡明了甘氨酸受體的作用機制。文章的通訊作者是結(jié)構(gòu)生物學(xué)牛人Eric Gouaux，冷凍電鏡專家程亦凡博士也參與了這項研究。

微管是由微管蛋白tubulin聚合而成的中空纖維，這些纖維構(gòu)成了細胞內(nèi)的重要骨架，處于不斷組裝和分解的動態(tài)平衡中。微管的動態(tài)不穩(wěn)定性在細胞分裂過程中起到了至關(guān)重要的作用，拉動染色體使其平均分配給兩個子細胞。這一過程出現(xiàn)問題會導(dǎo)致染色體數(shù)異常，進而引發(fā)癌癥和其他疾病。加州大學(xué)的研究團隊將高分辨率的冷凍電鏡與獨特的成像分析結(jié)合起來，獲得了原子水平的微管圖像，并由此鑒定了末端結(jié)合蛋白（EB）在調(diào)控微管動態(tài)中的關(guān)鍵作用。