2019年9月27日《自然-通讯》期刊报道,美国圣地亚哥州立大学的研究人员新发现了许多超出传统病毒定义的不同病毒结构类型,该研究将增进我们对于病毒如何形成、进化和感染宿主的理解,进而有助于开发更具针对性的抗病毒疫苗。
二十世纪五六十年代开始,病毒的高分辨率图像使研究人员能够了解衣壳详细结构,即由同一蛋白的多个拷贝组成外部保护层。通常大多数病毒衣壳为准球形,显示为对称的二十面体。随着发现的病毒衣壳结构的增加,科学家认为衣壳可以具有不同的大小和容纳不同数量的基因组,因此具有不同的感染宿主的能力。在设计针对病毒的药物时,目前主流的观点是针对其不同的结构形状以提高其功效。
此次研究结果显示,许多病毒长期以来的人为分类是错误的,包括那些常见的病毒(单纯疱疹病毒和寨卡病毒等)。虽然有来自冷冻电镜的结构图像,但科学家没有对许多不同病毒的体系结构进行数学分析。除了两种广为人知的衣壳结构,研究者发现了六种新的蛋白质组成方式,也就是说病毒至少可以有八种方法设计其二十面体衣壳。该研究还表明,相同结构谱系的病毒会基于其所组成的蛋白质,采用一致的二十面体衣壳结构,这为研究病毒的进化提供了一种新方法。结构生物学家可以通过这些信息,对病毒结构进行重新分类,有助于揭示不同病毒之间的分子和进化关系。该研究还将为设计用于纳米技术和生物技术应用的新型分子容器提供参考,有助于确定针对衣壳中蛋白质组装的特定策略。该研究还将有助于抗病毒疫苗的系统化方法的开发。