2012年1月30日

查找病毒内部

病毒图像和内部病毒结构爆炸。 病毒外壳(灰色)和内部结构(品红色)的计算机重建。在背景中,病毒颗粒的冷冻电子显微照片的内部结构因辐射损伤而冒泡。 NIH

自从发现显微镜以来,科学家一直试图将越来越小的结构可视化,以提供对人类细胞,细菌和病毒内部运作的见解。现在,研究人员已经开发出一种新方法来查看病毒中的微小结构。

常规的低温电子显微镜(cryo-EM)使研究人员能够对病毒表面进行详细成像。但是科学家无法清楚地看到病毒内部的结构。低温电磁程序使用放射线,更高剂量会破坏病毒,破坏研究人员想要观察的结构。

美国国立卫生研究院国立关节炎与肌肉骨骼及皮肤病研究所(NIAMS)的Alasdair Steven博士和马里兰大学医学院的Lindsay Black博士领导的研究小组正在研究一种可感染细菌的病毒,因此有可能一天使用对抗病原体。过去的研究表明,这种被称为ϕKZ的病毒包含一种称为内部主体的圆柱形蛋白质结构。然而,那些研究使用了破坏性病毒。使用常规的cryo-EM,无法将完整的病毒中的内部DNA与周围的DNA区分开。

在2012年1月13日, 科学,研究人员描述了他们如何将辐射损害问题转化为资产。他们意识到病毒中的蛋白质比DNA对辐射损伤更敏感。用低剂量记录病毒图像后,他们使用了较高剂量。随着内部结构的恶化,它看起来像是气泡的圆柱体。该团队能够叠加图像,并使用3D计算机重建技术,清晰地显示出病毒结构。研究人员称他们的技术为气泡图成像。

基于体内的形状和位置,研究人员认为它有助于将DNA组织成紧凑的结构。将来,气泡图成​​像可能会进一步深入了解病毒的内部工作原理,并提出开发新疗法的策略。

科学家们还预期了气泡图成像的其他用途。例如,它可用于可视化蛋白质与人类细胞中DNA的相互作用。

“这种新的cryo-EM程序使以前看不见的蛋白质可见,因此将提供对细胞生物学的新理解,” Steven说。

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