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皰疹病毒(herpes virus)是一群有包膜的DNA病毒,生物學(xué)特性相似,歸類(lèi)為皰疹病毒科(Herpesviridae)??偣舶l(fā)現了100多種,可以分為α、β、γ三大類(lèi)(亞科)。其感染宿主廣泛,主要侵害皮膚、黏膜以及神經(jīng)組織,嚴重影響著(zhù)人及其他動(dòng)物的健康。
皰疹病毒是危險的:一旦你被感染,你就永遠無(wú)法擺脫這種病毒。這是因為皰疹病毒在體內的某些宿主細胞中休眠一生。幾乎每個(gè)成年人都在不知不覺(jué)中攜帶了九種不同的人類(lèi)皰疹病毒中的至少一種。由于年齡、壓力或免疫系統減弱,這種病毒可能被重新激活,有時(shí)會(huì )導致嚴重的疾病。
皰疹病毒之所以如此成功,是因為它們已經(jīng)很好地適應了人類(lèi),并發(fā)展出了有效的策略來(lái)逃避免疫系統。使受感染細胞相信自己沒(méi)有受到感染或威脅的蛋白質(zhì)中起著(zhù)核心作用。例如,每一種皰疹病毒都有一個(gè)強大的蛋白質(zhì)組,即大量的這些蛋白質(zhì),它們高度適應宿主,使其在感染后立即有效地復制。復雜的蛋白質(zhì)組也確保多層顆粒在已經(jīng)感染的細胞中建立起來(lái)。這些新形成的病毒——也被稱(chēng)為病毒粒子——含有大量的病毒蛋白和宿主蛋白。在顆粒的中心是病毒DNA,它被核衣殼包裹著(zhù)。在衣殼周?chē)纬闪艘粚佑稍S多其他蛋白質(zhì)組成的被膜。
顆粒在病毒的再激活中起作用
在以任何方式觸發(fā)病毒重新激活后,這些顆粒對于使病毒再次復制并在體內全身傳播至關(guān)重要。因此,經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的休眠(潛伏期)后,它們是疾病爆發(fā)的核心。
然而,人們對這些顆粒的內部組織知之甚少,特別是被皮內蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用。因此,來(lái)自德國萊布尼茨- forschungsinstitut f 分子藥理學(xué)研究所(FMP)和Charité-Universit?tsmedizin柏林研究所的研究人員仔細研究了這些顆粒,特別是人類(lèi)巨細胞病毒(HCMV)中的顆粒。HCMV在人群中發(fā)生的頻率特別高,而且可能非常危險,特別是對于通過(guò)母親感染的移植受體和未出生的孩子。盡管進(jìn)行了深入的研究,但目前還沒(méi)有耐受良好的抗病毒治療方法可以有效地控制甚至消除這種病毒。目前也沒(méi)有針對這種病毒的疫苗。
哪些蛋白質(zhì)相互作用
在目前的工作中,由Fan Liu (FMP)和l<s:1> der Wiebusch (charit<s:1>)領(lǐng)導的團隊第一次創(chuàng )建了HCMV顆粒中病毒和宿主細胞蛋白之間空間相互作用的詳細地圖。除此之外,這揭示了某些宿主細胞蛋白被病毒蛋白招募并在病毒復制中發(fā)揮作用。例如,一種名為UL32的病毒蛋白將一種細胞蛋白(蛋白磷酸酶,PP1)招募到顆粒中,以避免與其他不需要的宿主細胞蛋白結合。
FMP病毒學(xué)家Boris Bogdanow解釋了HCMV如何欺騙宿主的關(guān)鍵策略,他說(shuō):“HCMV本身沒(méi)有任何像PP1這樣的磷酸酶,所以你可以看到病毒利用某些宿主細胞蛋白質(zhì)進(jìn)行有效復制。"
為了一層一層地研究完整HCMV顆粒中不同蛋白質(zhì)之間的相互作用,研究人員使用了一種稱(chēng)為交聯(lián)質(zhì)譜法的技術(shù)。FMP的質(zhì)譜專(zhuān)家劉帆強調說(shuō):“這種方法還可以讓我們得出關(guān)于蛋白質(zhì)身份的結論。"“但交聯(lián)的特殊之處在于,我們可以看到哪些蛋白質(zhì)相互作用,以及在哪里相互作用。"
在此之前,這種創(chuàng )新技術(shù)從未被用于繪制皰疹病毒顆粒內相互作用的空間組織。根據獲得的數據,Mohsen Sadeghi隨后在柏林大學(xué)創(chuàng )建了HCMV粒子的計算機模型。虛擬模型可以模擬顆粒內的每種蛋白質(zhì),并以生動(dòng)的方式可視化生物物理過(guò)程。
Boris Bogdanow對結果進(jìn)行了分類(lèi):“鑒定出的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用對于更好地理解HCMV復雜的生命周期很重要。"“反過(guò)來(lái),這對于尋找針對HCMV的候選抗病毒的藥物很重要。"