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(jié)構(gòu)
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、生命科學(xué)學(xué)院畢國強(qiáng)教授課題組、美國加州大學(xué)洛杉磯分校周正洪教授課題組與華東師范大學(xué)梅曄研究員合作，利用高分辨冷凍電鏡單顆粒分析技術(shù)首次解析了人類皰疹病毒6B型的近原子分辨率結(jié)構(gòu)。相關(guān)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(fā)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(jù)其表面抗原不同，又被分為HHV-6A和HHV-6B兩類密切相關(guān)的病毒類型。很多幼兒都會(huì)被HHV-6病毒感染，并可能產(chǎn)生發(fā)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(fā)嚴(yán)重疾病，它在腦組織中的二次爆發(fā)將導(dǎo)致患者認(rèn)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(guān)。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(jié)構(gòu)，以及基于結(jié)構(gòu)的藥物或者疫苗抗病毒方案。由于與宿主細(xì)胞高度黏合，HHV-6B很難實(shí)現(xiàn)體外增殖培養(yǎng)，這成為其原子分辨率結(jié)構(gòu)解析的一大難題。
在本研究中，課題組使用先進(jìn)的冷凍電鏡直接電子計(jì)數(shù)技術(shù)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(gè)近原子分辨率結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，合作團(tuán)隊(duì)搭建了HHV-6B病毒4種衣殼蛋白和1種衣殼結(jié)合間層蛋白pU11的原子模型，共計(jì)包括59個(gè)構(gòu)象體。進(jìn)一步，通過比較HHV-6B、人類巨細(xì)胞病毒（HCMV）和小鼠巨細(xì)胞病毒（MCMV）核衣殼結(jié)構(gòu)的異同，發(fā)現(xiàn)HHV-6B間層蛋白pU11具有獨(dú)特的病毒衣殼結(jié)合模式。這一研究結(jié)果，在原子水平揭示不同皰疹病毒中CATC復(fù)合物（capsid-associated tegument complexes）協(xié)助病毒衣殼應(yīng)對不同基因組大小產(chǎn)生的內(nèi)部壓力的機(jī)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(wěn)定機(jī)制，完善了對皰疹病毒家族結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，豐富和加深了對β皰
疹病毒甚至整個(gè)皰疹病毒家族CATC復(fù)合物功能機(jī)制的理解。
圖. CryoEM成像技術(shù)解析HHV-6B病毒的三維結(jié)構(gòu)以及pU11四聚體
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國留學(xué)基金委等資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13064-x
（合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、生命科學(xué)學(xué)院、科研部）
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