《Nature:科学家成功解析HIV的外壳结构》

  • 来源专题:艾滋病防治
  • 编译者: 李越
  • 发布时间:2012-07-09
  • 近日,来自欧洲分子生物学实验室的研究人员首次揭开了HIV病毒外壳的精细结构,相关研究成果刊登在了近日的国际杂志Nature上。反转录病毒由遗传物质和外壳蛋白组成,遗传信息包装于外壳蛋白中,当HIV进入机体免疫细胞之后,便开始复制成很多拷贝。研究者John Briggs表示,HIV新复制产生病毒乃至其成熟所需要的成分均来自于宿主细胞,而且病毒的外壳改变的速度非常之外,出乎了我们的意料。
  • 原文来源:http://www.bioon.com/biology/Microbiology/524975.shtml
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    • 编译者:李越
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    • The assembly of retroviruses such as HIV-1 is driven by oligomerization of their major structural protein, Gag. Gag is a multidomain polyprotein including three conserved folded domains: MA (matrix), CA (capsid) and NC (nucleocapsid)1. Assembly of an infectious virion proceeds in two stages2. In the first stage, Gag oligomerization into a hexameric protein lattice leads to the formation of an incomplete, roughly spherical protein shell that buds through the plasma membrane of the infected cell to release an enveloped immature virus particle. In the second stage, cleavage of Gag by the viral protease leads to rearrangement of the particle interior, converting the non-infectious immature virus particle into a mature infectious virion. The immature Gag shell acts as the pivotal intermediate in assembly and is a potential target for anti-retroviral drugs both in inhibiting virus assembly and in disrupting virus maturation3. However, detailed structural information on the immature Gag shell has not previously been available. For this reason it is unclear what protein conformations and interfaces mediate the interactions between domains and therefore the assembly of retrovirus particles, and what structural transitions are associated with retrovirus maturation. Here we solve the structure of the immature retroviral Gag shell from Mason–Pfizer monkey virus by combining cryo-electron microscopy and tomography. The 8-Å resolution structure permits the derivation of a pseudo-atomic model of CA in the immature retrovirus, which defines the protein interfaces mediating retrovirus assembly. We show that transition of an immature retrovirus into its mature infectious form involves marked rotations and translations of CA domains, that the roles of the amino-terminal and carboxy-terminal domains of CA in assembling the immature and mature hexameric lattices are exchanged, and that the CA interactions that stabilize the immature and mature viruses are almost completely distinct.
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 尽管最近被全球所流行的COVID-19所掩盖,但人类仍然面临着另外一种疾病的流行,即HIV/AIDS,据联合国艾滋病规划署(UNAIDS)数据显示,目前全球大约有3800万HIV感染者;自HIV从20世纪80年代开始爆发流行以来,很多人死于HIV的感染,在寻找抗病毒疗法的新方法上,来自德国的研究人员近日通过研究开发了一种新技术,其或能分析并影响HIV生命周期的关键阶段,相关研究结果“Short- and long-range interactions in the HIV-1 5’ UTR regulate genome dimerization and packaging”刊登在了国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上。 病毒生命周期的关键阶段代表了药物和疗法非常诱人的靶点,因此,进行基础研究来理解和影响基本的分子过程就显得尤为重要,HIV-1突变体的一个显著特征就是其含有两个病毒基因组拷贝,在病毒复制过程中,两个基因组能被一种名为二聚化作用的过程聚集在一起,而该过程也是病毒包装的先决条件,最终就能导致新型感染性病毒颗粒的产生以及完整的病毒复制过程的进行。 这篇研究报告中,研究人员描述了一种能在单核苷酸分辨率下调查HIV-1生命周期的新型技术,这种名为FARS-seq(RNA结构的功能性分析)的方法或能帮助研究人员识别出HIV-1基因组中对于二聚化和病毒包装非常重要的区域。研究者Redmond Smyth教授解释道,二聚化是病毒包装的先决条件,这一点在HIV-1研究中已经讨论了很长时间,然而,其背后的分子机制,目前研究人员并不清楚,本文研究在高分辨率下提供了这些信息,其或许还有望进行靶向性的干预。 本文研究结果表明,HIV-1的基因组会以两种不同的RNA构象存在,其中仅有一种参与到了基因组的包装过程中,在第二种构象中,RNA能停留在宿主细胞中随后会翻译成为新的病毒蛋白,因此,这两种构象就好像一种分子开关,其能指导病毒RNA的命运以及病毒的复制过程。如今,科学家们确定了能调节两种RNA构象之间平衡的序列,本文研究揭示了病毒因子如何与这些区域相结合从而用来靶向作用或干扰病毒的装配。 研究者表示,他们希望能利用这些研究发现开发基于RNA的抗逆转录病毒药物或改进型的基因疗法载体,在接下来的研究中,研究人员想通过更为深入的研究来确定是否这些观察家结果也适用于其它HIV毒株。综上,本文研究结果或许对于HIV-1的生命周期提出了新的见解,同时还对RNA二聚化和包装之间的关联提出了一种机制性的解释。