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病毒学国家重点实验室庞代文课题组在流感病毒胞内转运方面取得新进展

来源:admin  浏览量:  更新时间:2017-12-22 09:38:00

       12月12日,国际学术期刊《ACS Nano》(IF=13.942)在线发表了病毒学国家重点实验室庞代文教授团队的最新研究成果,论文题为“A ‘Driver Switchover’ Mechanism of Influenza Virus Transport from Microfilaments to Microtubules”(流感病毒从微丝向微管转运的马达蛋白“换位切换”机制)。该工作揭示了流感病毒侵染宿主细胞过程中,肌球蛋白VI(MyoVI)和动力蛋白(Dynein)“换位切换”从微丝(Microfilament,MF)骨架向微管(Microtubule,MT)骨架转运病毒的机制。

       流感病毒侵染宿主细胞时,内吞入胞的病毒需要先后沿微丝和微管骨架进行转运才能到达细胞核附近,释放基因组并进行病毒复制。病毒转运过程中如何在这两种细胞骨架结构间切换是非常重要的基础科学问题。通常,微丝和微管利用穿梭其上的马达蛋白运送物质。因此,病毒从微丝向微管的转运是不同类型马达蛋白协调作用的结果。病毒学传统研究方法主要是利用从大量样本获取的总体平均信息或少量样本在时间点上获取的静态信息进行分析,因此,难以在单病毒水平实现对动态作用过程的研究。量子点(Quantum dot,QD)标记单病毒动态示踪技术通过采用荧光显微镜原位、实时监测单颗病毒在活细胞内的运动行为来研究病毒的侵染过程,因而可剖析病毒与胞内蛋白的动态相互作用,更精准地解析病毒的感染机制。

       该研究将量子点标记的单病毒动态示踪技术与多色成像技术相结合,实现了流感病毒从微丝向微管动态转运过程的可视化研究。通过分析病毒与马达蛋白在微丝、微管上的运动行为,发现流感病毒先在肌球蛋白VI驱动下沿微丝转运,然后在动力蛋白驱动下沿微管转运,致使病毒在两种骨架结构上的转运连续顺畅。剖析流感病毒从微丝向微管的切换过程中肌球蛋白VI和动力蛋白这两种马达蛋白间的协作方式发现,肌球蛋白VI和动力蛋白在流感病毒内吞进胞后都结合在包裹病毒的囊泡上,由肌球蛋白VI驱动囊泡沿微丝转运,到达微丝与微管的结点处时,两种马达蛋白的角色发生切换,即包裹病毒的囊泡沿微管的转运交由动力蛋白来驱动,此即该研究提出的流感病毒从微丝到微管转运的不同马达蛋白“换位切换”分子机制。本工作对深入认识流感病毒的侵染机制,以及细胞的内吞机制都具有重要意义。

       该工作得到了国家自然科学基金(21535005),111引智计划(111-2-10)及化学与分子医学协同创新中心的支持。博士生张利娟为该论文的第一作者,庞代文教授为通讯作者。


 

图示:肌球蛋白VI和动力蛋白“换位切换”通过微丝和微管转运流感病毒

(文章链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b06926)