了解病毒如何侵入宿主細胞蛋白質(zhì)制造機制

傳染性病毒具有多種形狀和大小，并使用略有不同的攻擊機制使人類(lèi)和動(dòng)物患病。但是所有病毒都有一個(gè)共同點(diǎn)：它們只能通過(guò)在另一生物體的細胞內復制來(lái)造成損害，這些生物是其宿主。

 

病毒如何誘騙宿主細胞復制病毒的這一廣泛而基本的過(guò)程吸引了科羅拉多州立大學(xué)的一組科學(xué)家數年。生物化學(xué)與分子生物學(xué)系的Monfort教授Tim Stasevich實(shí)驗室與化學(xué)與生物工程學(xué)系的Brian副教授的實(shí)驗室之間的合作旨在以視覺(jué)細節和數學(xué)精度理解：病毒攻擊策略的所有方面，包括病毒如何侵入宿主細胞的蛋白質(zhì)制造機制。他們的工作得到美國國立普通醫學(xué)研究所和WM Keck基金會(huì )的資助，可以為預測和抗擊各種病毒性疾病提供見(jiàn)識。

該小組有史以來(lái)首次在宿主細胞的單分子水平上顯示出這種宿主攻擊過(guò)程中的重要機制，并且他們在計算模型中重現了這些行為。他們的新實(shí)驗和模型發(fā)表在《自然結構與分子生物學(xué)》上，細節揭示了病毒如何啟動(dòng)遺傳物質(zhì)向蛋白質(zhì)的翻譯。

劫持主機

由于病毒沒(méi)有編碼自己的復制機制，因此它們會(huì )通過(guò)竊取稱(chēng)為核糖體的細胞機器來(lái)劫持其宿主細胞，而核糖體對于從RNA中的遺傳物質(zhì)制備蛋白質(zhì)至關(guān)重要。許多病毒基因組包含稱(chēng)為內部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(IRES)的特殊RNA結構，該結構從宿主捕獲核糖體，迫使這些核糖體制造病毒蛋白。

研究人員知道，當與IRES相關(guān)的RNA翻譯發(fā)生時(shí)，該病毒成功地控制了宿主的核糖體。CSU的研究人員發(fā)明了一種生物傳感器，它在單個(gè)活細胞中發(fā)生病毒翻譯時(shí)會(huì )亮藍色，而在正常宿主翻譯時(shí)會(huì )亮綠色。這種設計使他們可以實(shí)時(shí)區分正常宿主過(guò)程和病毒過(guò)程。

該傳感器結合了與宿主核糖體相互作用并竊取宿主核糖體的病毒(不是整個(gè)病毒)的相關(guān)部分，以及兩個(gè)*的蛋白質(zhì)標簽，這些蛋白質(zhì)標簽在RNA翻譯后即刻發(fā)光。作者和研究生Amanda Koch花費了一年多的時(shí)間開(kāi)發(fā)該傳感器，旨在同時(shí)研究宿主蛋白RNA的翻譯和與病毒相關(guān)的RNA的翻譯。

芒斯基小組的博士后研究員路易斯·阿奎萊拉(Luis Aguilera)建立了詳細的計算模型來(lái)復制科赫的熒光顯微鏡視頻。通過(guò)從數十種假設和數百萬(wàn)種可能的組合的角度分析科赫的數據，阿奎萊拉發(fā)現了生物化學(xué)家無(wú)法直接看到的復雜的生物化學(xué)機制。他的模型表明，健康的人類(lèi)RNA和病毒RNA在活躍表達蛋白質(zhì)的狀態(tài)和沉默蛋白質(zhì)的狀態(tài)之間都會(huì )波動(dòng)。

細胞壓力

除了檢查正常細胞中的病毒翻譯外，科赫的生物傳感器還使研究人員可以觀(guān)察細胞在受到病毒攻擊時(shí)承受的不同類(lèi)型壓力的影響，以及正常，病毒翻譯的方式，位置和時(shí)間的增加或減少。Koch的顯微鏡數據和Aguilera的計算模型的整合表明，正常翻譯和IRES介導的翻譯之間的關(guān)系主要是單方面的-在健康細胞中，正常翻譯占主導，但在壓力下的細胞中，IRES翻譯占主導。

來(lái)源：生物幫

 

說(shuō)明

1. 對Ausbian進(jìn)口特級胎牛血清進(jìn)行γ射線(xiàn)照射，以滅活各種動(dòng)物血清中潛在的病毒風(fēng)險，提高臨床安全性。極利于細胞的生長(cháng)和傳代 。

2. 每個(gè)批號血清均具有完整的檢驗報告，輻照報告。三次0.1 µm無(wú)菌過(guò)濾處理進(jìn)行細菌、真菌、支原體、病毒及病毒抗體檢測，符合動(dòng)物協(xié)會(huì )要求。