科學家闡明HIV攔截宿主細胞實現病毒不斷增殖的分子機理



日前,一項刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中,來自芝加哥大學的研究人員利用計算機模擬技術成功揭示了此前關于HIV的一種未知細節,即HIV是如何強迫宿主細胞擴散病毒從而進入到其它細胞中的,相關研究發現有望幫助研究人員開發治療HIV感染的新型療法。

HIV能夠成功感染宿主的一個關鍵技巧就是其能在宿主細胞內部不斷進行病毒繁殖,一旦病毒感染細胞后,其就會驅動細胞利用自身的膜來制造膠囊結構,而膠囊結構中充滿著HIV病毒,這種膠囊能夠進行修剪(即芽殖過程),同時不斷漂流感染更多宿主機體細胞,一旦進入到另一個值得信任的細胞中,膠囊就會破裂從中釋放出HIV的RNA結構。

科學家們都知道,芽殖過程主要涉及了HIV中名為Gag的蛋白復合體,但其中所涉及的具體分子過程研究人員并不清楚;如今研究人員已經知道了最終的組裝結構,但所有的細節信息他們不得而知。研究者Gregory Voth表示,利用成像技術我們很難獲取該蛋白復合體在分子層面上的圖像,而這項研究中,我們構建了一種計算機模型技術來模擬Gag蛋白復合體的作用方式,模擬技術能夠讓研究者對模型進行調節以使其更清楚地觀測到分子過程的構建過程,隨后研究人員在實驗室中進行實驗對觀察到的結構進行了證實。

研究者構建了缺少Gag蛋白復合體關鍵部分的模型,隨后他們對其進行調節以便能夠清楚觀察到蛋白質如何利用宿主細胞的基礎結構來開啟芽殖過程,進而組裝關鍵蛋白的產生。這項研究闡明了利用現代計算機技術來模擬病毒活動的強大力量。研究者希望一旦他們掌握了HIV的致命弱點,或許就有望開發出新型藥物來阻斷Gag蛋白復合體的積累,從而有效遏制HIV的增殖。下一步研究人員計劃在HIV開啟芽殖過程后對其Gag蛋白的結構進行深入研究。

原始出處:

Alexander J. Pak, John M. A. Grime, Prabuddha Sengupta, et al. Immature HIV-1 lattice assembly dynamics are regulated by scaffolding from nucleic acid and the plasma membrane. Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1706600114


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