Araştırma, insan herpes virüsünün genom paketleme mekanizmasını ortaya koyuyor
30 Mayıs'ta "Nature", Hefei Ulusal Mikro Ölçekli Malzeme Bilimi Araştırma Merkezi, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Yaşam Bilimleri Fakültesi'nden Doktor Liu Yuntao, Profesör Bi Guoqiang ve işbirlikçilerinin araştırma makalesini çevrimiçi olarak yayınladı. Bu çalışmada ilk kez insan uçuğunu analiz etmek için kriyo-elektron mikroskobu kullanıldı. Viral genom paketlemesinin anahtar mekanizması ve virüsün DNA genom yapısı, herpes virüsünün neden olduğu çeşitli hastalıkları önlemeye ve kontrol etmeye yardımcı olur ve herpes virüsünün hedefli tedavi için dönüştürülebilmesi beklenir.
Zona, doğum kusurları, çeşitli bağışıklık sistemi hastalıkları ve kanser dahil. Herpes virüsü, zarf, ara protein tabakası, kapsid ve genomdan oluşan dört tabakalı bir yapı içerir.Kapsid genellikle, viral genomun girip çıktığı yer olan, üzerinde benzersiz bir DNA kanalı olan bir ikosahedron olarak kabul edilir. Herpes virüsünün yaşam döngüsünde en kritik süreçlerden biri, çift sarmallı DNA'yı tanımak, paketlemek ve kesmek için DNA kesme enzimlerini DNA kanalına "çağırmak" ve sonunda genomu içeren virüs parçacıkları üretmektir. Viral genom, viral kapside doldurulduğunda, montajı tamamlamak için fazlalık DNA'yı kesmek için bir sinyal gönderir. Viral genomun ve kapsid DNA kanallarının yüksek çözünürlüklü yapısının eksikliğinden dolayı, viral partiküllerin genom paketleme süreci hakkında çok az şey bilinmektedir.
Biyolojik makromoleküllerin atomik çözünürlük üç boyutlu yapısını analiz etmek için kriyo-elektron mikroskobunun kullanılması norm haline gelmiştir.Ancak, herpes virüs genom yapısının ve genomu paketleyen moleküler makinenin (yani DNA kanalının) yapı analizi için aşılması gereken birçok güçlük vardır, örneğin: 1. Herpes virüsü parçacıkları Her virüs parçacığı için çok büyük bir çapla, kriyo-elektron mikroskobu görüntüleme sırasında alanın yalnızca bir kısmı görüntüleme odak düzleminde iyi olabilir ve bu da yapısal analizin çözünürlüğünü büyük ölçüde sınırlar. 2. Herpes virüs yapısının analizi genellikle yüksek çözünürlüklü kapsid yapısını elde etmek için ikosahedral simetrik rekonstrüksiyon yöntemini kullanır, ancak DNA kanalı ve genom ikosahedral simetriye uymaz. 3. DNA'nın çift sarmal simetrisi vardır, DNA kanalı proteini kabaca on iki kat simetriye sahiptir ve virüsün tepesindeki kapsid proteini beş kat simetriye sahiptir Bu bağlantının simetri uyumsuzluğu, yapısal analizin karmaşıklığını büyük ölçüde artırır. .
Bu sorunun üstesinden gelmek için, araştırmacılar, DNA kanalının atomik çözünürlük yapısını ve virüsün kriyo-EM fotoğraflarından genomun çoğunun üç boyutlu yapısını etkin bir şekilde yeniden yapılandıran, sürekli yerel sınıflandırma ve simetrik salınıma dayalı bir dizi yeniden yapılandırma yöntemi geliştirdiler. , Viral genomun solak süper sarmal bir yola ve düzensiz bir çekirdeğe sahip olduğu bulundu. Ayrıca, virüslerin genomik paketleme sinyallerini sekans tanıma ve konformasyonel iletim yoluyla algılayıp iletebildiği ve virüslerin uyumsuz simetri elde etmek için "katı çerçeve esnek bağlantı" stratejisini kullandıkları bulundu Bu asimetri, cırcırlamaya yol açar. Viral DNA'nın kapsidin içine ve dışına taşınmasının yapısal temeli olabilir.
Herpes virüsünün DNA taşınması ve genom paketleme sinyali edinme ve iletiminin temel kurallarının anlaşılması, bir yandan herpes virüslerinin neden olduğu hastalıkların önlenmesi ve kontrolünde kullanılması beklenirken, diğer yandan bu bulgular, herpes virüslerinin onları yapmak için dönüştürülmesine yardımcı olacaktır. Daha pratik bir taşıyıcı araç haline gelin ve hedefe yönelik tedavi veya beyin sinir devrelerinin izlenmesi için kullanın. Ek olarak, virüsler, hücrelerin genom yapısını ortaya çıkarmak için referans önemi olan genom montajı sırasında DNA deformasyon torkunu azaltmak için DNA süper bobin birleştirme yöntemlerini kullanır.
Çalışma, herpes virüsünün tam asimetrik yapısını ortaya koydu, ilk ökaryotik virüs DNA kanalı atomik modelini elde etti ve ayrıca kanaldaki DNA'nın bükülmüş durumunu ilk kez tespit etti. İncelemeci, "Yazar, yüksek çözünürlüklü kriyo-elektron mikroskobu üç boyutlu rekonstrüksiyonun başyapıtı olarak adlandırılabilecek herpes virüsünün yapısını mükemmel bir şekilde analiz etmek için en son yerel sınıflandırma yöntemini kullanıyor.
Bu araştırma, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı ve Mikro Ölçekli Malzeme Bilimi Ulusal Araştırma Merkezi tarafından desteklenmiştir. Mikro Ölçekli Entegre Görüntüleme Merkezi ve Yaşam Bilimleri Okulu'nun Nebula Biyolojik Bilgi Platformu bu proje için bilgisayar desteği sağladı.
1. FIG insan tip I herpes simpleks virüsü (HSV-1) DNA atomik çözünürlük kanal proteini üç boyutlu yapısı (OF: Wang Guoyan, Mayan Bing)
Şekil 2. Sürekli lokal sınıflandırma ve simetrik salınıma dayalı yüksek çözünürlüklü kriyo-EM üç boyutlu yeniden yapılandırma yöntemi (yukarıda); DNA kanal proteininin yüksek çözünürlüklü üç boyutlu yapısı ve tam insan herpes simpleks virüsünün (HSV-1) DNA genomu (aşağıda)
Kaynak: Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, aşağıdakileri yapmanız gerekir: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
