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《从cDNA中拯救感染性重组Hazara nairovirus揭示了核衣壳蛋白DQVD caspase裂解基序除了解理之外还起着重要作用。》

  • 来源专题：实验室生物安全
  • 编译者： 苑晓梅
  • 发布时间：2019-07-11

  • zara病毒属于Nairoviridae家族以及克里米亚 - 刚果出血热病毒（CCHFV），它是现存最致命的人类病原体之一，需要最高的生物安全水平（BSL）遏制（BSL-4）。 相反，HAZV与人类疾病无关，因此可以使用限制较少的BSL-2方案进行研究。 在这里，我们报告了一种能够从cDNA中拯救哈扎拉病毒（HAZV）的系统，从而允许对HAZV复制周期进行反向遗传查询。

  • 原文来源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31118258
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相关报告

  • 《HIV研究迎来重要进展！今日《科学》揭示衣壳的重要作用》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-10-10
    • 《科学》杂志今日发表了一篇关于HIV研究的重要论文。美国弗吉尼亚大学（University of Virginia）和犹他大学（University of Utah）的科学家们合作，构建了一个无细胞的体系，首次让HIV在体外依次完成逆转录和整合。通过这个无细胞的体系，科学家们得以更好地观察对于HIV感染而言至关重要的两个步骤。他们也发现病毒的衣壳（capsid）在这两个步骤中扮演的全新角色。 作为一种逆转录病毒，HIV能将自己的病毒RNA基因组逆转录为双链的DNA，并整合入所感染细胞的基因组内。过去几十年，科学家们通过一系列结构、生化、以及分子病毒学的分析，已经阐明了参与这些步骤的多个酶反应。但由于这些病毒颗粒深藏于细胞质与细胞核中，很难对其进行机制上的研究。这也是为何科学家们想要开发一个“无细胞”的体系。 先前，也有一些体外实验可以研究逆转录，或是整合的步骤，但这些实验一次只能观察一个步骤。而在本研究中，科学家们设计和优化的体系可以连续观察这两个步骤。 具体来看，他们纯化了HIV-1病毒体，使用能穿孔的多肽，在病毒包膜上“打”了一些小洞。随后，他们添加了一些dNTPs，促使逆转录的发生。实验中，科学家们成功观察到了双链DNA的积累。随后，科学家们往实验体系中添加了细胞提取物，重现了病毒DNA整合入外源DNA的过程。测序结果确认病毒DNA整合的方式与预期一致。 有意思的是，在确认哪些要素对于病毒的逆转录和整合起到关键作用的时候，一个意想不到的结果出现在科学家们面前——HIV的衣壳。从结构上看，衣壳是包裹在病毒遗传物质外的一层保护。但这篇论文发现，衣壳在病毒感染的过程中，起到了更为主动的作用。 通过遗传学或生物化学的方法，研究人员们发现，如果衣壳变得不稳定，病毒就无法通过逆转录来复制自己的遗传物质。这也是科学家们首次直接表明，衣壳是HIV感染的重要元件。 俗话说眼见为实。为了看清衣壳如何参与到了HIV感染的过程，研究人员们使用冷冻电镜技术，看到在逆转录的过程中，衣壳大部分都保持完整。在逆转录发生的8-10个小时后，研究人员们依旧可以观察到大型的完整衣壳结构，且病毒的核酸从衣壳的网状晶格结构中排出。这一时间段恰好是逆转录产物积聚到峰值，发生整合的时间。 “这和教科书上写的不一样，”本研究的通讯作者之一Wesley I. Sundquist教授说道，“我们的数据显示病毒的衣壳在支持有效的逆转录方面，扮演了主动且不可或缺的角色。” 研究人员们指出，这项研究在无细胞的体系中重塑了HIV的逆转录和整合，并表明病毒的衣壳在其中起到了重要的作用。与先前的理解不同，它不仅能保护病毒基因组，让病毒跨越细胞质，进入细胞核，接近整合位点，它还是逆转录过程的关键。 对于针对衣壳蛋白的在研HIV药物来说，这项研究表明它们可能起效。而这个无细胞体系的建立，也有助于未来对HIV感染的关键步骤进行更详尽的研究，找到阻止HIV的全新方法。
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  • 《eLife：揭示蛋白Siglec-1在HIV的捕获和传播中起着重要作用》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2023-04-28
    • 人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种攻击人体免疫系统的病毒。如果不治疗，它可能导致自身免疫缺陷综合征（AIDS），亦即俗称的艾滋病。 与其他病毒一样，当一种外来物进入我们的身体时，免疫系统将其识别为“非自我”并启动免疫反应，这种免疫反应由多种细胞、组织和器官组成，共同识别、攻击和消除这种外来物。就HIV病毒而言，它首先通过树突细胞进入体内，其中树突细胞是与外部环境接触的免疫细胞，在我们体内巡逻，寻找病原体，保护我们免受感染。 HIV的捕获和传播 树突细胞负责处理外来的蛋白、分子或颗粒，并将它们呈递给免疫系统中的T细胞，充当信使并启动免疫反应。协助树突细胞识别和结合HIV的一类关键因子是一组区分自我和非自我的膜蛋白。其中一种叫做Siglec-1的膜蛋白在HIV感染的早期阶段---特别是在HIV的捕获和传播方面---起着关键作用。 当HIV进入身体时，它首先遇到粘膜表面并与多种分子结合。然后，表达Siglec-1的树突细胞可以捕获HIV并将它传送给其他细胞，启动免疫反应。但是在这种传送过程中，HIV-1病毒也可以利用树突细胞作为载体来感染称为CD4+T细胞的辅助性T细胞，从而在一种称为反式感染（trans-infection）的过程中进一步扩散感染。这意味着尽管它可以帮助启动免疫反应，但它也可以促进感染。 虽然以前的研究已确定Siglec-1是激活的树突状细胞表面上与HIV-1颗粒的特定分子结合的主要受体，但这种情形如何发生的具体机制仍然未知。了解Siglec-1在对HIV的免疫反应中的作用，对于为HIV/AIDS感染者开发有效的治疗方法至关重要。 研究纳米簇和区室的形成 在一项新的研究中，来自西班牙多个研究机构的研究人员描述了树突细胞中捕获HIV-1病毒的机制，以及Siglec-1在捕获和转运病毒颗粒中发挥的作用。相关研究结果近期发表在eLife期刊上，论文标题为“Actin-regulated Siglec-1 nanoclustering influences HIV-1 capture and virus-containing compartment formation in dendritic cells”。 利用超分辨率显微镜和单颗粒追踪等前沿技术，这些作者能够研究Siglec-1在树突细胞膜上的空间分布及其在感染早期阶段的关键作用。 有趣的是，他们发现，树突细胞的激活导致了Siglec-1纳米簇的形成，这对于加强对诸如HIV之类的颗粒的捕获很有帮助。最重要的是，Siglec-1纳米簇与HIV的结合引发了树突细胞肌动蛋白细胞骨架的大规模和全局性转变，这最终导致了单个袋状区室（sack-like compartment）的形成，而HIV积累在这个袋状区室中。这种病毒区室与HIV扩散和感染T细胞有关，但是在此之前，它形成背后的机制一直是个谜。 此外，这些作者发现，这些Siglec-1纳米簇的分布和流动性受到肌动蛋白聚合的调节，作为一种关键的细胞过程，肌动蛋白聚合在一些生物功能中发挥作用。他们还观察到，这些纳米簇的形成和HIV遭受的限制发生在以RhoA活性为特征的特定细胞膜区域，其中RhoA是一种在肌动蛋白聚合中也起作用的蛋白。 超分辨率显微镜的潜力 超分辨率显微镜和单颗粒追踪方法的使用使得人们能够更好地了解调节病毒和细胞之间相互作用的机制，特别是受体的分布和功能。 论文共同通讯作者、西班牙ICREA研究所教授Maria García-Parajo指出，“眼见为实！大多数病毒都非常小，尺寸在100纳米左右，因此无法用标准的光学显微镜进行观察。更小的是在细胞膜上结合它们的受体。因此，使用超分辨率显微镜和单分子成像方法对于直接观察病毒如何被细胞捕获至关重要，并允许人们追踪它们的命运，直到最终感染免疫细胞。” 论文共同通讯作者、IrsiCaixa艾滋病研究所研究员Javier Martinez-Picado也评论说，“2012年，IrsiCaixa艾滋病研究所发现Siglec-1是一种关键蛋白，在某些免疫细胞表面作为HIV的附着受体发挥作用，促进这种病毒在体内传播。然而，Siglec-1能够在这些特定的细胞中捕获这种病毒的方式一直是个谜。这些新的研究结果有助于我们更准确地描绘出这些细胞捕获HIV的情况，并帮助我们开发新的工具来阻断这一机制。” 尽管Siglec-1在HIV-1感染中的确切作用仍然是一个积极研究的领域，需要进一步研究以充分评估复杂的相互作用及其作为治疗靶标的潜力，但是这些发现为这种病毒和免疫系统之间的复杂相互作用提供了宝贵的新见解。 参考资料： Enric Gutiérrez-Martínez et al. Actin-regulated Siglec-1 nanoclustering influences HIV-1 capture and virus-containing compartment formation in dendritic cells. eLife, 2023, doi:10.7554/eLife.78836.
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