胡布雷希特研究所 病毒感染细胞的活捕获
感染宿主细胞后,病毒试图复制(绿点),并试图通过攻击宿主细胞核(蓝色)和关闭宿主细胞的蛋白质生产(红色)来防止宿主细胞干扰病毒复制
学分:胡布雷希特学院桑尼·博尔斯马 胡布雷希特研究所和乌得勒支大学的研究人员开发了一种先进的技术来实时监控病毒感染
来自马文·塔南鲍姆和弗兰克·范·库普维尔德小组的研究人员预计,这项技术可以用于研究多种病毒,包括导致当前大流行的非典病毒
因此,名为病毒感染实时成像的技术对于深入了解人体内的病毒感染非常有价值
最终,这可能导致更有针对性的病毒感染治疗
该结果发表在11月13日的科学杂志《细胞》上
病毒对社会有很大的负面影响
当前全球爆发的非典对个人身心健康和经济造成的巨大后果再次证明了这一点
闯入者 核糖核酸病毒代表了一大群以核糖核酸(一种类似于脱氧核糖核酸的分子)形式携带遗传信息的病毒
在感染宿主细胞后,核糖核酸病毒劫持了宿主细胞的许多功能,并把它变成一个生产病毒的工厂
这样,入侵者可以在体内细胞内快速复制
新的病毒颗粒随后通过呼吸道释放,并能感染其他人
核糖核酸病毒的例子包括冠状病毒、丙型肝炎病毒、寨卡病毒和肠道病毒——一组包括鼻病毒在内的病毒,可导致普通感冒,柯萨奇病毒,可导致病毒性脑膜炎和脑炎,以及脊髓灰质炎病毒,可导致麻痹性脊髓灰质炎
迄今为止,可用的技术只能提供病毒感染细胞的快照
换句话说,研究人员可以在某个时间点看到被感染的细胞,但不可能从头到尾监控病毒感染的过程
新开发的显微镜技术VIRIM改变了这一点:来自马文·塔南鲍姆(Hubrecht)和弗兰克·范·库佩维尔德(Utrecht University)团队的研究人员开发了这种先进的方法,通过这种方法,可以在实验室中以极高的精度可视化病毒感染的整个过程。
“这种新方法使我们能够解决许多关于病毒的重要问题,”该研究的第一作者桑尼·博尔斯马说
感染宿主细胞后,只存在一种病毒核糖核酸分子(感染开始时的斑点)
在复制过程中,病毒复制核糖核酸分子(斑点增加)
VIRIM(病毒感染实时成像)能够从感染开始就直接分析复制
学分:胡布雷希特学院桑尼·博尔斯马 荧光病毒 这种方法使用SunTag——Tanenbaum以前开发的技术——在肠道病毒中,这是一组范·库佩维尔德拥有广泛专业知识的病毒
SunTag被引入病毒的核糖核酸中,并用非常亮的荧光标签标记病毒蛋白质。
使用这种荧光标签,可以用显微镜观察病毒蛋白质,让研究人员能够看到病毒何时、何地以及以多快的速度产生蛋白质并在宿主细胞中复制
维里姆比其他方法灵敏得多:可以检测到单个病毒核糖核酸的蛋白质生成
这使得研究人员能够从一开始就追踪感染的过程
竞争 细胞有自己的防御系统来检测和消除感染的病毒
一旦病毒进入细胞,病毒和宿主细胞之间就会产生竞争:病毒旨在劫持细胞进行自我复制,而宿主则竭力阻止这种情况
利用虚拟仪器,研究人员能够看到这场比赛的结果
他们发现在细胞的一个子集里,宿主细胞赢得了竞争
博尔斯马:“这些宿主细胞被病毒感染,但病毒无法复制
“这引发了博尔斯马和她的同事的好奇心,并导致了一项新的实验
感染宿主细胞后,只存在一种病毒核糖核酸分子(感染开始时的斑点)
在这种宿主细胞中,病毒无法复制,因为检测不到斑点的增加
学分:胡布雷希特学院桑尼·博尔斯马 病毒的致命弱点 研究人员通过增强宿主细胞的防御系统来帮助它们
事实证明,第一次病毒复制通常在接受增强的细胞中失败,这阻止了病毒接管宿主
“复制过程的第一步是这种病毒的致命弱点:这一时刻决定了病毒是否会进一步传播,”博尔斯马解释道
“如果宿主细胞不能在感染开始时消灭病毒,病毒就会复制并赢得竞争
“博尔斯玛和她的同事使用了一种小核糖核酸病毒来开发VIRIM
这种病毒家族的成员可以引起从普通感冒到严重疾病如脊髓灰质炎的疾病
VIRIM能够识别各种病毒的易受攻击阶段
研究人员希望这项技术对许多威胁生命的病毒的研究有价值,包括非典病毒
博尔斯马解释说:“理解病毒的复制和传播可以帮助我们确定病毒的致命弱点
这些知识有助于治疗方法的发展,例如在病毒生命中易受攻击的时刻进行干预的治疗方法
这使我们能够创造更有效的疗法,并有望减轻病毒对社会的影响
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