武汉病毒研究所追踪到单个流感病毒脱壳过程

  • 研究生处 (中国科学院武汉病毒研究所)
  • 创建于 2019-01-15
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  单病毒示踪可以实时动态高时空分辨地揭示病毒侵染的奥秘。流感病毒是对人类威胁最大的病毒之一。之前,Zhuang等曾示踪了单个流感病毒进入细胞的过程但是,实时示踪病毒进入细胞后的脱壳过程,一直是未能实现的科学难题。最近,中国科学院大学博士生导师,武汉病毒研究所崔宗强学科组利用量子点特异性标记病毒的基因组和单颗粒示踪技术,实时动态观察到单个流感病毒的脱壳过程,揭示了病毒八节段RNA以单体形式释放到细胞质并进入细胞核及其在细胞核内的动态行为与机制。

  该团队首先建立了量子点位点特异性标记甲型流感病毒基因组技术。在病毒感染过程中,病毒核糖核蛋白复合物(vRNP)顶端的聚合酶蛋白PA被可控生物素化,与链霉亲和素修饰的量子点特异性结合,并组装进入成熟的子代病毒粒子,从而获得基因组被量子点标记的流感病毒。基于量子点的高亮度和耐光漂白等特点,利用单颗粒示踪技术,结合病毒包膜和细胞组分荧光标记,对单颗流感病毒感染宿主细胞时的脱壳过程进行实时动态可视化分析。实时动态揭示了流感病毒在感染后30-90分钟,病毒由早期内体进入晚期内体发生膜融合、基因组与病毒包膜分离、单个节段基因从晚期内体中分别释放、解离释放的单个节段基因入核及其在细胞核内运输的动态过程。发现流感病毒八个vRNP在脱壳过程中以单独而非组团的方式从晚期内体中释放进入细胞质,这些单独的vRNP以特征性三阶段主动运输机制进入细胞核,入核后的vRNP以两种不同的扩散模式运输到其复制/转录位点等重要过程与机制。

  该研究为世界上首次记录到单个流感病毒脱壳的实时动态过程,对深入理解流感病毒在宿主细胞中的生命周期具有重要意义,并将为开发新的抗病毒途径提供思路。

  这一研究成果于1月9日在PNAS在线发表。中国科学院大学博士研究生秦冲(培养单位:中科院武汉病毒研究所)为论文第一作者,崔宗强研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等基金项目的资助。

图:实时动态示踪单个流感病毒脱壳过程

 

责任编辑:黄巧