甲型流感病毒(IAV)易于突變形成免疫系統(tǒng)記憶無(wú)法識(shí)別的新菌株。該病毒依賴(lài)于它感染的細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞機(jī)制，以創(chuàng)建其遺傳和其他組分的新拷貝。葡萄牙GulbenkiandeCiência研究所(IGC)研究人員的研究現(xiàn)已揭示了受感染細(xì)胞的位置以及新甲型流感病毒顆粒的基因組是如何組裝的。他們的研究結(jié)果可以幫助研究人員開(kāi)發(fā)治療或預(yù)防新型流感感染的新療法。“我們的研究結(jié)果為可能針對(duì)基因組形成的替代療法或基因組形成的地方鋪平了道路，”IGC研究負(fù)責(zé)人MariaJoãoAmorim博士說(shuō)。該團(tuán)隊(duì)在Nature Communications報(bào)道了其調(diào)查結(jié)果在一篇題為“甲型流感病毒核糖核蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口部位形成液體細(xì)胞器”的論文中。

作者寫(xiě)道，甲型流感病毒感染是對(duì)人類(lèi)健康的嚴(yán)重威脅，并導(dǎo)致年度流行病以及偶爾的流行病。當(dāng)病毒感染細(xì)胞時(shí)，它會(huì)釋放其基因組和蛋白質(zhì)，然后細(xì)胞會(huì)復(fù)制并重建成新的病毒顆粒。甲型流感的不尋常之處在于其RNA基因組被分成八個(gè)不同的部分。作者寫(xiě)道：“該病毒含有一個(gè)八分子RNA基因組，每個(gè)片段都被整合為一個(gè)單獨(dú)的病毒核糖核蛋白(vRNP)復(fù)合體。”

在病毒復(fù)制期間，八個(gè)部分被復(fù)制多次，但直到現(xiàn)在，尚未了解如何選擇正確的分子來(lái)正確地重建這個(gè)八部分的病毒基因組。“具有分段基因組的優(yōu)勢(shì)對(duì)于病毒進(jìn)化和更好的基因表達(dá)控制是顯而易見(jiàn)的，但增加了完全感染性病毒粒子組裝的復(fù)雜性，”該團(tuán)隊(duì)寫(xiě)道。“對(duì)于流感顆粒具有完全傳染性，八種vRNP必須包裝在病毒粒子中。病毒粒子通常不會(huì)打包超過(guò)8個(gè)片段，每個(gè)片段通常每個(gè)病毒粒子出現(xiàn)一次。“

IGC小組現(xiàn)已證明，遺傳物質(zhì)的選擇是在稱(chēng)為病毒包涵體的病毒誘導(dǎo)區(qū)室中進(jìn)行的，“病毒包涵體是病毒蛋白，核酸和選定宿主蛋白的積累位點(diǎn)，可包括(或不包括)病毒工廠。 “研究還發(fā)現(xiàn)，這些隔室不受膜的限制，膜通常會(huì)限制細(xì)胞器。相反，病毒內(nèi)含物通過(guò)液 - 液相分離與其周?chē)h(huán)境分離，這一過(guò)程類(lèi)似于將油和醋放在玻璃或罐中時(shí)發(fā)生的過(guò)程。這有效地分離了病毒遺傳物質(zhì)并將其限制在可以組裝八個(gè)基因組區(qū)段的專(zhuān)用空間中。

作者寫(xiě)道，在IAV感染期間出現(xiàn)的病毒包涵體與基因組裝配有關(guān)。“在這里，我們報(bào)告IAV形成具有類(lèi)似液體特性的病毒包涵體。”科學(xué)家們說(shuō)他們的證據(jù)表明，當(dāng)細(xì)胞表達(dá)單一vRNP類(lèi)型時(shí)會(huì)形成病毒包涵體。“我們建議病毒包涵體可以對(duì)基因組裝配過(guò)程進(jìn)行時(shí)空控制，”他們繼續(xù)說(shuō)道。“這種機(jī)制需要在細(xì)胞質(zhì)中濃縮物質(zhì)，vRNPs不斷涌入，組裝基因組流出。”

有趣的是，該研究表明，液體病毒包涵體的形成受到空間調(diào)節(jié)，并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)附近發(fā)展。這提供了經(jīng)典的膜結(jié)合細(xì)胞器和液體細(xì)胞器之間的聯(lián)系。“我們觀察到IAV夾雜物的運(yùn)動(dòng)與ER的運(yùn)動(dòng)相匹配，并且在某些情況下，夾雜物似乎在ER膜上或與ER膜一起滑動(dòng)，”該團(tuán)隊(duì)表示。“這提高了病毒包涵體使用ER移動(dòng)的可能性。”

結(jié)合vRNP附著ER的發(fā)現(xiàn)，結(jié)果“可能有助于回答未解決的vRNP向質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)的問(wèn)題”，該團(tuán)隊(duì)繼續(xù)說(shuō)道。綜合證據(jù)表明vRNP被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞核，使用ER移動(dòng)，并集中在ER出口位點(diǎn)附近以組裝病毒基因組，然后將其遞送至質(zhì)膜，其中完整病毒顆粒的組裝是執(zhí)行。“總之，我們提出液體病毒包涵體的作用是在空間上限制vRNP，增加它們?cè)谔囟ㄎ稽c(diǎn)的濃度，以增強(qiáng)基因組裝配的動(dòng)力學(xué)。”

相分離是生物學(xué)研究的一個(gè)領(lǐng)域，正在引起人們的興趣。該過(guò)程的變化可能會(huì)導(dǎo)致疾病，特別是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的后果。作者提出，確定病毒包涵體的關(guān)鍵特征可以提供新的見(jiàn)解，有助于未來(lái)抗病毒策略的發(fā)展。他們寫(xiě)道：“未來(lái)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明病毒包涵體的內(nèi)部組織和影響液體特性的因素，如分子擁擠，溶解度，親和力或相分離蛋白的效價(jià)。”“我們剛剛開(kāi)始理解相分離在病毒學(xué)中的作用，但我們預(yù)計(jì)，鑒于病毒和真核細(xì)胞之間的古老共同進(jìn)化以及病毒使用的宿主策略的多樣性，