Science首次报道逆转录病毒壳体蛋白结构

最近，乌拉圭巴斯德研究所的研究人员，与乌拉圭医学院合作，第一次获得了牛白血病病毒（BLV）衣壳蛋白的高分辨率晶体结构。他们获得的晶体结构显示出此蛋白前所未有的的灵活性，这是传染性颗粒装配的关键。这些研究结果，发表在六月四日的《Science》杂志，是了解逆转录病毒生物学的一个重要进步，为抗逆转录病毒疗法的开发，开辟了新的途径。

牛白血病病毒（BLV）是影响牛免疫系统的一种传染病，会造成免疫缺陷，在某些情况下，可触发白血病和实体肿瘤淋巴瘤的发展。这种病会导致奶牛场生产力的重大损失，甚至引起大多数动物的过早死亡。也对家畜贸易和衍生产品造成了卫生障碍。因此，它已成为兽医学中一个非常普遍、亟待解决的问题，特别是在乌拉圭。BLV病毒与HTLV（可引发人类T细胞白血病）高度相似，也与艾滋病毒相关。所有这些病原都属于一大组称为逆转录病毒的病毒。幸运的是，BLV并不对人类健康构成威胁，因为它只感染牛的B淋巴细胞。

详细了解BLV的性能，不仅可以帮助对抗动物疾病，而且也能使我们更好地理解逆转录病毒。逆转录病毒生命周期和感染机制的许多特征，都是共有的。它们的遗传物质包括两个RNA分子，保护在一个大的蛋白结构中，这个蛋白结构作为一个“壳”，被称为病毒衣壳。这种衣壳是由病毒RNA编码的一个单一蛋白的上百个拷贝形成，当病毒需要建立新的粒子时，它们就具有惊人的自组装能力。一旦逆转录病毒侵入宿主细胞，病毒衣壳就被拆卸，脱壳释放遗传物质准备进入到细胞核内，将其本身作为DNA插入细胞的染色体中。该病毒的传染性取决于病毒衣壳在正确的时间内组装和拆卸的能力。因此，关键是要详细地研究它的组织结构。

乌拉圭巴斯德研究所的研究人员与与乌拉圭医学院合作，表明逆转录病毒衣壳是非常灵活的。此外，研究人员观察到，蛋白质的特定区域是决定因素，在调解这种可塑性中起着关键的作用。这一新的见解，为设计抗病毒药物（用于治疗牛白血病或其他病毒引起的疾病）开启了新的途径。

这项重要的研究成果，得益于在高分辨率上观察BLV病毒衣壳蛋白的三维结构，分辨率可能接近于原子细节。研究人员使用称为X射线衍射的技术，通过准确定义蛋白质的每个原子位于三维空间的什么位置，确定了它的分子结构。最重要的是，所研究的病毒衣壳没有经过任何修改或蛋白质工程。

几年前，为了获得这样的结构图像，科学家们必须在HIV衣壳引入几个突变，才使得蛋白质更刚性，从而影响了对其自然状态的科学观察。对结晶状态的生物分子进行X射线衍射，是阐明它们形状和性能最有效的方法之一，可达到难以想象的细节层次。在乌拉圭巴斯德研究所，研究人员高度纯化并结晶了BLV病毒蛋白质。这些晶体是由蛋白质的六角形配件构成，类似于蜂窝。

本文通讯作者Alejandro Buschiazzo指出，这些发现不仅有助于我们深入了解逆转录病毒的生物学，而且也是乌拉圭巴斯德研究所科学研究的一个里程碑。他最后强调：“这项研究证明，培养学生利用最前沿的技术、关注我们社会的相关问题，是多么的重要。我们把这项成果作为与世界各地同事更强合作的开始，以了解生物学的更多信息，并越来越成功地解决影响我们健康的问题。”（转化医学网360zhyx.com）