2024年3月6日,奥卢大学等机构的研究人员在Nature发表题为The structure and physical properties of a packaged bacteriophage particle的文章。
限制在蛋白质衣壳内的一串核苷酸包含制造功能性病毒颗粒(病毒粒子)所需的所有指令。尽管蛋白质衣壳的结构在许多病毒物种中是已知的,但病毒基因组的三维组织大多没有通过实验探针。
该研究报告了通过多分辨率模拟获得的HK97病毒粒子的全原子结构模型,包括其整个39,732个碱基对基因组。模仿包装马达的作用,基因组逐渐加载到衣壳中。然后通过提高分辨率的模拟来改进包装衣壳的结构,从而产生了一个完整的病毒粒子的2600万个原子模型,包括限制在衣壳内的水和离子。DNA包装通过环挤出机制发生,该机制产生不同的包装基因组结构,并赋予每个病毒颗粒单独的性状。多个微秒级的全原子模拟表征了包装基因组对衣壳结构、内部压力、静电以及水、离子和 DNA 扩散的影响,并揭示了衣壳在基因组上的结构印记。该方法可以推广以获得其他病毒物种的完整全原子结构模型,从而有可能揭示基因组-衣壳界面的新药物靶点。