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PNAS顛覆性發(fā)現(xiàn):RNA自行打包

日期:2012-10-22 08:22:20

利茲大學(xué)的研究人員解析了簡單RNA病毒生命周期中的關(guān)鍵階段,開辟了抵御病毒疾病的新戰(zhàn)線。

 

研究人員首次在單分子水平上觀察到了單鏈RNA病毒的核心遺傳物質(zhì)(基因組)將自己打包進入蛋白衣殼的全過程。利茲大學(xué)Peter Stockley教授介紹說,這項結(jié)果顛覆了人們對病毒包裝過程的普遍認知,為人們打開了對抗多種病毒的軍械庫。現(xiàn)有藥物往往會導(dǎo)致病毒產(chǎn)生抵抗,研究人員認為靶標RNA包裝過程,就能夠開發(fā)出不易被抵抗的全新抗病毒藥物。

 

普通感冒和脊髓灰質(zhì)炎病毒等許多重要病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA。人們普遍認為單鏈RNA病毒是通過蛋白衣殼組裝來包裹它們基因組的。利茲大學(xué)的研究人員通過單分子熒光分析,對兩種來自不同結(jié)構(gòu)家族的病毒進行了實時監(jiān)控,觀察了它們RNA的結(jié)構(gòu)和病毒裝配過程。

 

研究顯示溶液中RNA的初始體積比裝配后的病毒顆粒大很多。“我們發(fā)現(xiàn),RNA基因組必須先進行折疊才能進入最終的蛋白容器,就像你在度假之前需要疊好衣物打包一樣,”文章的共同作者,利茲大學(xué)生物科學(xué)博士Roman Tuma說。

 

而當研究者們將同源的衣殼蛋白添加到病毒RNA中時,RNA在溶液中的結(jié)構(gòu)立刻發(fā)生了塌陷,這一過程既快速又劇烈?!翱雌饋恚《?/SPAN>RNA演化出了自我折疊機制使其能夠更有效的裝入蛋白衣殼?!?/SPAN>Tuma說。

研究顯示,病毒RNA能夠在發(fā)現(xiàn)蛋白“箱”的時候,立刻進行折疊打包。研究人員認為這很重要,如果能夠干涉這一過程,就等于在病毒生命周期中找到了新的藥物靶點。

 

目前的抗病毒藥物基本上都是靶標病毒基因組編碼的酶。問題是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病毒會慢慢獲得對這類藥物的抗性,這是因為單個蛋白很容易受到突變的影響。而這項研究的新發(fā)現(xiàn),為人們提供了一條不易產(chǎn)生抗性的抗病毒新途徑。

 

研究人員在噬菌體和植物病毒中都發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象,盡管他們還沒有完全證實,不過Stockley教授相當確信在動物病毒中也存在這樣的機制。

 

這是人們首次對病毒裝配過程進行單分子層面的檢測,也只有在這類實驗中研究者們才可能發(fā)現(xiàn)RNA塌陷的現(xiàn)象。下一步,研究人員將在其他病毒中繼續(xù)研究這一機制,并準備著手開發(fā)靶標上述裝配過程的新抗病毒藥物。

 

特別關(guān)注