生物学家学习结构,强大的“分子马达”病毒的机制

原子结构的研究人员已经发现了一个强大的DNA分子马达,包成一些病毒在他们的头段组装、必不可少的一步他们繁殖和感染新宿主生物体的能力。

来自普渡大学的研究人员和美国天主教大学,也提出了一个发动机是如何工作的机制。电动机移动的部分序列像活塞在一个汽车的引擎,逐步绘制遗传物质到病毒的头,或衣壳,迈克尔·罗斯曼说,普渡大学的生物科学汉利特聘教授。

电机需要插入DNA T4病毒的衣壳,这被称为噬菌体,因为它感染细菌。同样的运动,然而,也可能出现在其它病毒,包括人类疱疹病毒。

“分子马达在双链DNA病毒从未被证明在这样的细节之前,“说泗阳太阳,博士后研究助理在罗斯曼的实验室工作。

发现详细刊登在一份网上出现在12月24日在《细胞》杂志上。太阳和Kiran Kondabagil主要作者,美国天主教大学研究助理教授与生物学教授Venigalla饶。

“这项研究是允许我们检查病毒包装的内部运作电动机在原子水平,”Rao说。“这个马达是非常快的和强大的。”

其他研究人员已经确定,T4的分子马达是到目前为止所发现的最强的病毒和比例两倍强大的汽车引擎。汽车产生20倍力产生的蛋白肌球蛋白,两种蛋白质的一个负责肌肉的收缩和强度。

该病毒由一个脑袋和尾巴部分。DNA-packaging电动机位于尾部最终连接到相同的地方。大部分的电机脱落包装步骤完成后,让尾部附着在衣壳。病毒的DNA是一个完整记录的属性,以及衣壳保护这个记录免受损害,并确保病毒可以通过感染宿主生物繁殖。

太阳确定包装电机由两个环状的结构,和这两个光盘包含五段由一个叫做gp17蛋白,基因产品17。研究者确定这些蛋白质的原子结构段使用一种称为x射线结晶学的过程。他们还使用了另一个称为低温电子显微镜的技术,使他们能够看到更遥远,整体设计电机的环状的结构。

一盘坐在其他的顶部,五段的盘股票gp17蛋白与相应段盘底部。gp17蛋白有两个片段,或域,一段低盘,另一段的上盘。

低盘第一高度的DNA,然后向上画上盘,推动DNA病毒的衣壳。电动机的上盘拉低盘使用电荷相反对象之间的静电力产生向上,罗斯曼说。

“这些发现电动机和DNA之间的关系决定的,“罗斯曼说。

研究数据还显示,汽车显然是动态的,存在于两种状态:放松和紧张,后者可能发生当磁盘吸引了较低的阀瓣。

美国天主教大学的研究人员提供了gp17和其他材料,和普渡大学的研究人员研究了材料的结构。

”相结合的结构数据和生化数据我们美国天主教大学的同事们,我们共同能够提出一个假说这个发动机是如何工作的,”罗斯曼说。

因为疱疹病毒和其他含有类似DNA包装汽车,这些发现可能有一天帮助科学家设计的药物会干扰这些汽车的功能和减轻一些病毒感染的结果。结果也可能会有其他未来的应用程序,如开发替代目前的抗生素,创建方法给病人的遗传物质基因疗法或创建小“马达”在未来的机器。

“但这是非常基本的研究,它太很快进一步讨论可能的实际应用这些知识,“罗斯曼说。