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美国的研究人员确定了使病毒DNA由固态转为液态的因素,液态的DNA才可以注入宿主细胞内。他们表示,该过程可能成为抗病毒药物的新靶点。
与人体细胞核内的DNA相比,病毒蛋白壳里的DNA更加稠密。近期的研究显示,由于病毒DNA 的稠密性以及带负电的磷酸基之间的互相排斥使DNA链几乎不能移动。今年年初,来自圣地亚哥加利福尼亚大学的Douglas Smith 和同事分析了马达蛋白驱动的DNA组装过程,证实了静止期病毒的DNA组装过程呈现出非平衡态或“玻璃”动力学。
但是,病毒在感染期间可以将DNA像液体一样高速注入宿主细胞内。如此稠密的固态DNA突然变地像液体一样,这是怎么发生地呢?来自卡耐基梅隆大学Alex Evilevitch领导的研究小组已经在两种不相关病毒中找出了此过程的发生机制。对于感染人类大肠杆菌的λ噬菌体,研究员使用原子力显微镜研究了该病毒的压缩性,并且DNA注入过程中释放的能量是温度的函数。他们发现稠密的DNA熔解了,并且当温度达到人体体温大概37℃时,其具有了注入所需足够的流动性。
领导病毒DNA组装研究早期工作的Smith评论道:“有关结构过渡态的证据非常显著了,关于病毒排出DNA的研究并不是很严格,因为λ噬菌体可以感染生长在低温培养皿中的细菌。温度对于病毒的营养物质来源宿主细胞的代谢影响复杂。然而,目前的研究清晰揭示了温度对于致密DNA物理性质的影响。”
在一个关于Ⅰ型单纯疱病毒(可以在人体细胞中停留很长时间,当其苏醒时,将DNA注入细胞核中)的单独研究中, Evilevitch研究小组发现,宿主细胞质的离子状态和温度一样,都是决定其DNA液体化注入细胞的关键因素。
在这两个研究中,DNA在不适合注入时保持玻璃样固体状态稳定了病毒颗粒,保证了病毒不在错误的时间排出DNA。团队表示,理解该过程的调控机制可能会帮助研究人员开发出新的抗病毒药物,阻断DNA的相变过渡态就可以阻止病毒的感染了。