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揭示艾滋病毒如何组装其脂质外壳,从而进入细胞

本站发布时间:2024-02-26 16:05:40

理工大学生物学家收集了关于人类免疫缺陷病毒(HIV)如何策划和组装其脂质包膜的新见解。这些对HIV生物学的发现可能有助于为寻找新的治疗方法提供信息。这篇论文发表在《自然通讯》杂志上

一套精心挑选的服装可以打开人类世界的大门。HIV也是如此,它将自己包裹在一层特殊的脂质中,这大大影响了它进入宿主细胞并随后离开宿主细胞的能力

与大多数病毒一样,艾滋病毒只有一组基本基因,几乎缺乏细胞中的所有代谢功能

“由于病毒不能合成脂质,艾滋病病毒会从宿主细胞的质膜上‘偷走’脂质,”理研综合脂质学先驱项目的Toshihide Kobayashi解释道

然而,这种膜的生化成分与病毒包膜的生化成分明显不同,病毒包膜富含两种亚型的脂质:胆固醇和鞘磷脂

一种名为Gag的病毒蛋白促进了这些脂质的聚集,因为新复制的病毒从感染细胞的膜上“出芽”,但其潜在机制尚不清楚

为了探究这个谜团的深度,Kobayashi与法国斯特拉斯堡大学的研究人员合作,在那里他还拥有一个实验室。

HIV Gag蛋白的表达足以驱动培养的人类细胞的质膜出芽,该团队使用了复杂的多管齐下成像策略来观察这一过程

“我们的实验室一直在开发和表征与特定脂质结合的蛋白质,”Kobayashi说。研究小组用荧光染料标记鞘磷脂和胆固醇结合蛋白。然后,他们用尖端的显微镜方法观察了这些脂质在Gag诱导的出芽过程中的行为,这些显微镜方法可以分辨单个分子

质膜由两层组成:内小叶和外小叶(根据其相对于细胞内部的位置命名)

研究人员观察到,当Gag附着在内叶上时,它与外叶上的胆固醇和鞘磷脂岛重叠,从而物理隔离了这些脂质。随着更多的Gag蛋白结合小叶并相互作用,鞘磷脂的积累继续增加

因此,膜的附近表面开始弯曲,进一步浓缩这些脂质结构域,作为出芽过程最后阶段的前奏

这些发现代表着理解HIV生物学向前迈出了重要一步,但关键问题仍然存在。Kobayashi说:“我们已经证明内叶蛋白可以重组外叶脂质,但我们不知道如何重组。”。“我们的首要任务是澄清这一机制。”

More information: Nario Tomishige et al, HIV-1 Gag targeting to the plasma membrane reorganizes sphingomyelin-rich and cholesterol-rich lipid domains, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42994-w

Journal information: Nature Communications

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