中新網(wǎng)合肥5月30日電 (吳蘭 姚瓊)中國科學技術(shù)大學30日消息，中國科大合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心、生命科學學院劉云濤博士、畢國強教授與合作者首次解析了人類皰疹病毒基因組包裝的關(guān)鍵機制以及病毒的DNA基因組結(jié)構(gòu)。《自然》雜志30日在線發(fā)表了這一科研成果。
皰疹病毒是一類在自然界廣泛存在的病毒，在感染人體后能夠引發(fā)多種疾病，包括帶狀皰疹、出生缺陷、多種免疫系統(tǒng)疾病以及癌癥。
在皰疹病毒生命周期中，最關(guān)鍵的過程之一就是將DNA剪切酶“召集”到衣殼獨特的DNA通道上，識別、包裝和切割雙鏈DNA，最終產(chǎn)生含有基因組的病毒粒子。當病毒基因組在病毒衣殼內(nèi)裝滿后，會發(fā)出某種信號，從而切除冗余的DNA以完成組裝。
研究人員建立了一套特殊算法，利用冷凍電鏡獲得了皰疹病毒衣殼上DNA通道的原子分辨率結(jié)構(gòu)以及大部分基因組的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)病毒基因組具有左手超螺旋的纏繞方式和一個無序核心，并且揭示了病毒基因組包裝信號的傳導方式和基因組如何通過衣殼DNA通道。
該研究獲得了第一個真核生物病毒的DNA通道原子模型，也是第一次探測到DNA在通道里的扭曲狀態(tài)。審稿人評論說：“作者采用最前沿的局部分類方法對皰疹病毒結(jié)構(gòu)的完美解析，堪稱高分辨冷凍電鏡三維重建的匠心力作。”
畢國強介紹說，通過理解皰疹病毒DNA轉(zhuǎn)運和基因組包裝信號獲取和傳遞的基本規(guī)則，一方面有望針對性地用于皰疹病毒引起的疾病的預防和控制；另一方面這些發(fā)現(xiàn)有助于對皰疹病毒進行改造，使其成為更實用的載體工具，并用于腫瘤靶向治療或大腦神經(jīng)環(huán)路示蹤等。
