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匹兹堡大学和UPMC科学家揭开病毒复制的神秘面纱

匹兹堡大学医学中心 2019-07-26
蛋白质与孩子爱玩的纸飞机有一个共同点:只有正确地折叠,它们才能“飞起来”。

 

病毒是一种通过感染体内细胞而致病的微生物。在《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志上发表的一项研究中,UPMC匹兹堡儿童医院(Children’s Hospital of Pittsburgh of UPMC)和匹兹堡大学医学院(the University of Pittsburgh School of Medicine)的研究人员揭示了普通病毒如何破坏宿主细胞的蛋白质,重组新病毒。这些发现有助于我们理解病毒在体内复制的过程,并可能指导新的治疗方法。

 

大多数针对病毒感染的研究都集中在病毒侵入细胞的机制上,对病毒感染的后期步骤知之甚少。该研究结果是在呼肠孤病毒中发现的。呼肠孤病毒是一种无害的普通病毒,但新近研究认为,该病毒是乳糜泻的潜在病因。

 

 

该项研究的资深作者Terence Dermody表示:“我们的研究充分证明呼肠孤病毒,或许还有其他有关的病毒,需要一种特殊的蛋白质折叠机制进行复制。这是一个相当显著的发现,因为病毒很大程度上是由复杂的蛋白质构件组成的,而我们对这些构件是如何‘组装’的知之甚少。” Dermody博士是匹兹堡医学院儿科主任、UPMC匹兹堡儿童医院主任医师兼科研主任。

 

Terence Dermody, MD

匹兹堡大学医学院

儿科系主任

 

UPMC匹兹堡儿童医院

主任医师和科研主任

 

 

以正确的方式折叠蛋白质对病毒的功能至关重要。“大家可以把折叠的蛋白质看作一张普通的纸,它本身并不引人注目,但是当以某种方式折叠时,就会展示出复杂的功能,例如,折叠成飞机。类似地,蛋白质也需要折叠成特定的形状,才能正常发挥功能。” 该研究的第一作者、Dermody实验室的研究员Jonathan Knowlton说。

 

通过在实验室培养的细胞中筛选大量的蛋白质,研究人员发现呼肠孤病毒侵袭了一种名为TRiC的伴侣蛋白。这是一种可以折叠其他蛋白质的“机器”,存在于每个细胞中。TRiC折叠形成病毒外壳蛋白质的外层主要成分,这是病毒离开细胞并感染其他健康细胞所必需的。当TRiC被破坏时,蛋白质外层就无法形成,病毒的复制周期也就中断了。

 

 

这项研究揭示了病毒蛋白质折叠和组装形成新颗粒的过程。研究人员正在探索其他病毒是否也是通过该途径繁殖,明确TRiC启动的折叠过程的确切步骤,并寻找抑制这一过程的分子,这种分子或许可以用于病毒的治疗。

 

此外,这项研究有助于我们理解蛋白质折叠机制如何在细胞内发挥作用,并可能用于解释蛋白质错误折叠导致的某些疾病的临床表现,如阿尔茨海默氏症和亨廷顿氏症。

 

这项研究的其他作者:

 

匹兹堡儿童医院(Children’s Hospital )的保拉·萨莫拉(Paula Zamora);西班牙国家研究委员会(Spanish National Research Council)的伊莎贝尔·费尔南德斯·德卡斯特罗博士( Isabel Fernández De Castro, PhD)和克里斯蒂娜·里斯科博士(Cristina Risco, PhD);范德比尔特大学医学院(Vanderbilt University School of Medicine)的艾莉森·阿什布鲁克博士(Alison Ashbrook, PhD)和约书亚·鲍尔博士(Joshua Bauer, PhD);斯坦福大学(Stanford University)的丹尼尔·格式塔博士(Daniel Gestaut, PhD)和朱迪思·弗莱德曼博士(Judith Frydman, PhD);阿肯色大学医学科学院(Arkansas for Medical Sciences)克雷格·福勒斯特博士( J. Craig Forrest, PhD)。

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