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      電子顯微鏡為微小病毒的治療提供了新的視角
      
			
      
				2019-01-08 21:21:19
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      這種被稱為低溫電子顯微鏡(cryo-EM)的成像方法使研究人員能夠以前所未有的細節(jié)水平來觀察生物分子的形狀。現(xiàn)在，由索爾克研究所和佛羅里達大學的研究人員領導的一個研究小組報告了他們如何使用低溫電子顯微鏡來顯示一種名為AAV2的病毒的結構，從而提高了該技術的能力和該病毒作為基因治療載體的潛力。
      

      電子顯微鏡為微小病毒的治療提供了新的視角
      

      索爾克大學的助理教授、結構生物學家、該研究的共同高級作者德米特里·呂姆基斯說:“說這是該領域迄今為止取得的最好的低溫電子顯微鏡結構之一，這并不夸張。”“我們應用了許多以前只在理論上描述過的不同程序。我們第一次通過實驗證明，它們可以顯著提高這種成像的質量。
      

      研究人員利用幾項技術進步創(chuàng)建了AAV2(腺相關病毒血清型2的縮寫)變體的三維表示，其分辨率比以往任何時候都要高得多。這項研究發(fā)表在2018年9月7日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。該研究正在推進低溫電子顯微鏡的方法應用，同時也有助于開發(fā)更好的基因療法，包括治療某些遺傳性失明、血友病和神經系統(tǒng)疾病。
      

      低溫電子顯微鏡讓研究人員得以窺探微小結構的內部運作，并正在改變我們對生物分子及其機制的理解。在目前的工作中，作者證明了該技術確實能夠達到分辨率，幾乎可以達到單個原子的水平。它還使研究人員能夠獲得整個蛋白質復合物的結構，而不僅僅是蛋白質的一部分。
      

      在這項新的研究中，索爾克的研究人員集中研究了AAV2病毒的一種變體，這種變體的一種氨基酸發(fā)生了特殊的變化。這個版本很有趣，因為它比其他一些AAVs的傳染性更低，并且正在研究它在病毒生命周期中的重要意義。這項新研究揭示了包裹DNA的病毒門戶的關鍵變化，從而為它與其他病毒的不同之處提供了結構性解釋。
      

      這類研究將為基因治療的應用提供信息，在這種應用中，一種疾病的糾正基因被攜帶在病毒中，病毒將該基因傳遞給細胞。目前正在研究基因治療由單個突變引起的許多疾病，包括Leber先天性黑內障、Duchenne肌營養(yǎng)不良、鐮狀細胞性貧血、交界性大皰性表皮松解和血友病等。
      

      “最終，這類研究對于理解這些不同病毒及其感染的細胞類型之間的相互作用具有重要意義，”該研究的第一作者之一、Lyumkis實驗室的研究助理Sriram Aiyer說。“這對于進一步了解人類免疫系統(tǒng)及其如何識別病毒非常重要。”
      

      主任教授畫眉鳥類Agbandje-McKenna佛羅里達大學結構生物學中心和報紙的文章的第二作者,補充說,“這項技術將成為發(fā)展特別重要更清楚的了解這些病毒與人體免疫系統(tǒng)交互,這是剩余的一個主要障礙,利用這些病毒在基因治療應用程序。”
      

      AAV2的尺寸和形狀使其成為當前低溫電鏡分析的理想材料。Lyumkis說:“由于這種病毒具有高度的對稱性，它給了我們更多的實惠。”“我們能夠獲得60倍以上的信息，這使我們能夠應用新的計算技術，更好地重建分子，這將擴展到許多未來的高分辨率低溫電子顯微鏡實驗。”
      

      Lyumkis說，這項研究中展示的數(shù)據(jù)生成技術表明，使用較低電壓的顯微鏡來推斷研究結果是可能的。在未來，這將使研究人員能夠使用成本更低的新型低溫電子顯微鏡。“低溫電子顯微鏡非常昂貴，目前沒有多少機構擁有它們。這些發(fā)現(xiàn)將有助于向幾乎所有從事結構生物學研究的學術機構開放這一領域，”他指出。
      

      論文中的其他研究人員是哥倫比亞大學的譚永子;佛羅里達大學的Mario Mietzsch, Joshua A. Hull和Robert McKenna;來自北卡羅來納大學教堂山分校的喬舒亞·格里格和r·裘德·薩穆斯基;加州大學圣地亞哥分校的蒂莫西s貝克(Timothy S. Baker)。
      
			

			
        
      
			
      
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