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Science:中国科研人员用冷冻电镜重构复杂疱疹病

来源:2018-04-12

  中国一个科研团队日前采用冷冻电镜技术,在原子层面上重构了一种结构和功能极其复杂的疱疹病毒核衣壳,为后续研究病毒核衣壳在神经细胞中的运输提供了“精细化”结构基础。 

  发表在最新一期美国《科学》杂志上的这一研究,阐释了可引起生殖器疱疹的“单纯疱疹病毒-2”核衣壳的早期组装机制。 

  疱疹病毒直径约为150纳米至200纳米,保护病毒基因的核衣壳包含约4000个蛋白组分,尺寸巨大、成分复杂,且自身结构具有一定“柔性”,在纯化过程中容易造成颗粒局部微小形变。 

  冷冻电镜技术能以高分辨率测定生物分子结构,但当测定尺寸大于120纳米的生物样品结构时,其电子穿透样品产生的信噪比偏低,并存在颗粒局部欠焦量显著差异等问题,使其分辨率很难突破3.9埃(1埃等于十分之一纳米)。 

  论文通讯作者、中国科学院生物物理研究所研究员王祥喜介绍说,他们对导致欠焦量差异的物理效应进行矫正,还把单个“单纯疱疹病毒-2”颗粒分成了240个亚单位,并进行分类和单颗粒重构,从而将冷冻电镜技术的分辨率提高到3.1埃。 

  观测发现,这种病毒核衣壳主要蛋白组分VP5分为4种构象,且存在较大差异,4种构象相互作用并形成复杂的结构网络。王祥喜说,这些差异揭示了核衣壳具有良好稳定性的原因。 

  基于这一观测结果,研究人员提出一个“单纯疱疹病毒-2”核衣壳有序组装的结构模型。 

  王祥喜说,分辨率显著提升标志着冷冻电镜技术进入一个新时代,给超大病毒和亚细胞系水平上超大复合体的近原子分辨率重构带来了希望。 

    

  (来源:中国生物技术网) 

  原始出处:Yuan S, Wang J, Zhu D, Wang N, Gao Q, Chen W, Tang H, Wang J, Zhang X, Liu H, Rao Z, Wang X. Cryo-EM structure of a herpesvirus capsid at 3.1 ?. Science. 2018 Apr 6;360(6384). pii: eaao7283. doi: 10.1126/science.aao7283. 

  链接:http://science.sciencemag.org/content/360/6384/eaao7283.long