流感病毒如何构建一个更好的捕鼠器了吗

波士顿(2018年6月28日)——第一次,科学家们直接实时可视化的结构性变化的流感病毒的表面蛋白可能帮助病毒融合,进入靶细胞之前劫持他们的功能。研究人员塔夫茨大学医学院的发现单分子的蛋白血凝素(HA)驻留在病毒表面的展开对靶细胞伸展,然后再折起,再试一次每秒5到10倍。发现显示了流感病毒比此前认为的更加动态和可能有助于开发更有效的疫苗和更好地理解埃博拉病毒等病毒,艾滋病,非典。这项研究发表在《细胞》杂志上在线6月28日和8月9日。

几十年来,流感是一个大型的研究模型类的病毒进入细胞通过一个共同的机制:一个信封这些病毒表面蛋白必须把病毒细胞膜,然后病毒和细胞融合。融合允许释放到细胞内病毒的内容,所以它可以接管细胞的内部功能和复制。流感病毒包膜蛋白,哈,长期以来一直是模板融合机制在其他病毒。

“信封蛋白质被认为是老式的捕鼠器,设置在一个静态的,弹簧状态,等待触发交互与靶细胞,”说,该研究的资深作者,詹姆斯·芒罗,博士学位。,assistant professor of molecular biology and microbiology at Tufts School of Medicine who also teaches at the萨克生物医学科学学院的研究生塔夫茨。“一旦触发,它们经历了一个戏剧性的变化在他们的三维结构,使融合和进入目标。然而,尽管一些提示在先前的研究中,这个过程没有直接观察,人们普遍认为,每一个蛋白质分子表面的病毒只有一个机会去春天的陷阱。”

利用先进的成像technology-single-molecule福斯特共振能量转移,或smFRET,衡量纳米距离内单分子标记和荧光染料和执行大量计算分析的数据,塔夫茨大学的研究人员生成的第一个实时可视化改变形状的个人HA分子寻求移动目标。为了方便实验,HA分子成像,而表面上的不相关的病毒。

他们发现的是一个多才多艺的和动态的捕鼠器,远非一个和之前做的模型。“事实上,这个病毒分子可以重新配置本身,然后反向快速配置和重复序列多次改变我们思考的方式,病毒进入,“孟罗说。

可逆性可能有益于病毒在几个方面,包括预防早期激活没有一个适当的目标,使病毒分子同步他们的努力提高效率,和令人困惑的细胞的保护性抗体,必须认识到为了抵御病毒的形状。

“表面蛋白是唯一的一部分病毒免疫系统的看到。结果,几乎所有已知的抗体,抑制病毒复制目标这些蛋白质,”Munro指出。“我们都在问‘什么结构的免疫系统需要认识到更有效的抗体?’。”

研究仍然需要证明重复性和可逆性以外的这些蛋白质动力学在病毒流感,使用惰性和可视化实验,非传染性埃博拉病毒粒子正在Munro实验室。芒罗的收件人美国国立卫生研究院的主任的新创新者奖支持使用单分子成像研究如埃博拉病毒进入宿主细胞。

其他论文作者Dibyendu Kumar Das,博士,博士后Munro的实验室;拉梅什Govindan,学生在塔夫茨医学博士/博士。学校计划在塔夫茨大学医学院和萨克塔夫茨;伊凡娜Nikic-Spiegel博士图宾根大学的;伊坎的Florian Krammer说博士在西奈山医学院;和爱德华Lemke博士,约翰内斯·美因茨大学,美因茨,分子生物学研究所和欧洲分子生物学实验室,海德堡。

这项工作得到了国家过敏和传染病研究所(NIAID)的美国国立卫生研究院(1 dp2ai124384-01 K22AI116262-01)流感研究NIAID卓越中心和监测程序(HHSN272201400008C)和基列科学研究学者计划。

Das, D。,Govindan, R., Nikic-Spiegel, I., Krammer, F., Lemke, E., Munro, J. (2018) Direct visualization of the conformational dynamics of single influenza hemagglutinin trimers. Cell. DOI:10.1016 / j.cell.2018.05.050

# # #

塔夫茨大学医学院和萨克研究生学院生物医学科学

塔夫茨大学医学院和萨克塔夫茨大学的研究生生物医学科学学院是国际领导人的创新医疗和人口健康教育和高级研究。塔夫茨大学医学院的强调严格的基本面在动态学习环境教育医生,科学家和公共卫生专家在各自领域成为领导者。医学院和萨克学校以卓越教育一般医学,生物医学科学和公共卫生,以及创新研究在细胞、分子、和人口健康水平。在全国排在前,医学院的隶属于六大教学医院和30多个卫生保健设施。塔夫茨大学医学院和萨克学校进行研究中一直排名中最高的国家为其影响预防医学和科学的进步。

一份报告关于上述引用萨克学校:2019年12月,塔夫茨大学宣布删除萨克的名字从所有项目和设施包括赛克勒研究生学院生物医学科学。那时候,学校改名为生物医学科学研究生院。