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中國科大成功解析人類皰疹病毒6B型近原子分辨率冷凍電鏡結構

2019-12-04

    近日,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心、生命科學學院畢國強教授課題組、美國加州大學洛杉磯分校周正洪教授課題組與華東師范大學梅曄研究員合作,利用高分辨冷凍電鏡單顆粒分析技術首次解析了人類皰疹病毒6B型的近原子分辨率結構。相關研究成果以“Atomic structure of the human herpesvirus 6B capsid and capsid-associated tegument complexes”為題,于2019年11月25日在線發表在國際著名期刊《Nature Communications》上。

    人類皰疹病毒6型(HHV-6)屬于皰疹病毒家族β皰疹病毒亞家族,根據其表面抗原不同,又被分為HHV-6A和HHV-6B兩類密切相關的病毒類型。很多幼兒都會被HHV-6病毒感染,并可能產生發燒、腹瀉、紅疹等臨床癥狀;HHV-6病毒能夠在人體中終身潛伏,并在免疫力低下的人群中引發嚴重疾病,它在腦組織中的二次爆發將導致患者認知紊亂,殘廢或者死亡;研究顯示,HHV-6病毒甚至還與阿茲海默癥和癲癇有關。HHV-6病毒的感染造成了廣泛的危害,但目前尚沒有其病毒高分辨結構,以及基于結構的藥物或者疫苗抗病毒方案。由于與宿主細胞高度黏合,HHV-6B很難實現體外增殖培養,這成為其原子分辨率結構解析的一大難題。

    在本研究中,課題組使用先進的冷凍電鏡直接電子計數技術和亞顆粒局部重建方法,用少量低純度的HHV-6B病毒樣品,解析了HHV-6B第一個近原子分辨率結構。在此基礎上,合作團隊搭建了HHV-6B病毒4種衣殼蛋白和1種衣殼結合間層蛋白pU11的原子模型,共計包括59個構象體。進一步,通過比較HHV-6B、人類巨細胞病毒(HCMV)和小鼠巨細胞病毒(MCMV)核衣殼結構的異同,發現HHV-6B間層蛋白pU11具有獨特的病毒衣殼結合模式。這一研究結果,在原子水平揭示不同皰疹病毒中CATC復合物(capsid-associated tegument complexes)協助病毒衣殼應對不同基因組大小產生的內部壓力的機理。有助于更好地理解β皰疹病毒基因組的包裝和病毒核衣殼穩定機制,完善了對皰疹病毒家族結構的認知,豐富和加深了對β皰疹病毒甚至整個皰疹病毒家族CATC復合物功能機制的理解。

圖. CryoEM成像技術解析HHV-6B病毒的三維結構以及pU11四聚體
中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國際研究中心博士生張翼博和博士后柳維為該論文的第一作者。該研究得到了科技部重點研發計劃、中國留學基金委等資助。

來源:中國科學技術大學 新聞網

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