变形火山病毒指出了提供药物和疫苗的新方法

admin · 发表于 2022-4-1 11:29:59

柠檬形状的 SMV1 病毒对其感染的单细胞生物体构成巨大威胁。信用：埃格尔曼实验室，UVA

弗吉尼亚大学的一名研究人员和他的同事从热水几乎是沸腾的酸的热火山泉中发现了柠檬形病毒是如何形成的。这一发现可能会导致提供药物和疫苗的新的、更好的方法。

虽然绝大多数病毒都是棒状或球形的（例如导致 COVID-19 的冠状病毒），但科学家们对在地球上一些最恶劣的环境中发现的不寻常病毒形式感到困惑。

研究人员正在研究一种这样的病毒，当时他们发现它具有可以改变其形状的奇怪特性。虽然它通常类似于柠檬或纺锤体，但病毒可以长出尾巴。科学家们意识到，让它做到这一点的结构可能解释了古代杆状病毒如何产生今天看到的所有纺锤状病毒。

UVA 医学院的首席研究员 Edward H. Egelman 说：“我们现在可以理解蛋白质如何形成将 DNA 包装在病毒中的外壳的新原理。” “这不仅对了解某些病毒是如何进化的，而且有可能用于提供从药物到疫苗的所有东西的新方法。”

病毒的形状

埃格尔曼和他的同事们正在研究的病毒是硫叶单尾病毒 1 或 SMV1，它的 DNA 周围有一个蛋白质壳，呈纺锤形或柠檬形。但近 20 年来，究竟有多少同种蛋白质的拷贝能聚集在一起形成这样的形状，这一直是个谜。

Egelman 和他的团队能够使用高科技低温电子显微镜和先进的图像处理技术揭示 SMV1 的奇怪特性。

研究人员发现，SMV1 包含的蛋白质链会相互滑过，因为它们“油腻”。在病毒的身体和尾部都发现了这七股蛋白质，它们赋予了病毒非凡的变形能力。它不是固定的形状，而是可以像河豚一样膨胀以容纳遗传物质。同时，这些链形成了一道不可穿透的屏障，以防止链周围的酸破坏病毒内部的 DNA。

该病毒对其感染的单细胞生物体构成巨大威胁。一旦被感染，宿主生物就会变成相对巨大的工厂，生产出更多的病毒。在新的病毒大军爆发之前，这些宿主细胞会长大 20 倍。

根据他们的发现，埃格尔曼和他的合作者得出结论，今天的纺锤形或柠檬形病毒很可能是从古老的杆状祖先进化而来的。棒状病毒只能包含有限数量的 DNA，而让 SMV1 变形的“油腻”特性会让祖先病毒包装更多的遗传物质——从进化的角度来看，这是病毒的有用特征。

“正如我们从 COVID-19 大流行中看到的那样，病毒会对人类健康构成巨大威胁，”UVA 生物化学和分子遗传学系的 Egelman 说。“因此，我们必须更多地了解病毒是如何进化的。但我们也可以从病毒中学习，并根据这些非常简单的结构中发现的原理创造新技术。”

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