PNAS:揭示流感病毒动态脱壳机制



病毒感染过程中,脱壳是将病毒基因组释放到宿主细胞中的必经步骤,这一步骤是一个重要的抗病毒靶点。然而,到目前为止,由于在检测这一瞬态和动态事件的适用方法上的局限性,病毒的脱壳过程一直是一个很难理解的过程。在这篇文章里,研究团队用量子点(QD)的单粒子跟踪来可视化单个甲型流感病毒(IAV)的衣壳。

甲型流感病毒(IAV)是人类最重要的病原体之一,了解其生命周期是开发抗病毒策略的关键。然而,IAV脱壳是病毒感染的重要一步,至今仍难以理解。2019年1月9日,中科院武汉病毒所崔宗强团队在国际权威期刊PNAS上发表了题为“Real-time dissection of dynamic uncoating of individual influenza viruses”的文章,该文章揭示了甲型流感病毒(IAV)的脱壳机制,有利于制定新的阻止感染的战略。

原始出处:

将生物素受体肽(AP)标记融合到与vRNP片段相关的PA蛋白上,PA-AP嵌合体蛋白可以被特异性地生物素化。然后将QD(SA-QD)与PA结合,在病毒组装过程中将QD-vRNPs封装成子代病毒。重组病毒rPR8-PA-AP与其他7个野生型(WT)PR8质粒共转染293T细胞,重组rPR 8-PA-AP病毒具有与WT PR8病毒相似的传染性,呈球形形态,与WT病毒在第1至第6代中可以很容易地检测到重组的PA-AP片段,并且没有突变。这些数据表明,重组病毒被成功地构建,其AP标记与PA的C末端融合,并保持了WT样的传染性。

Chong Qin,et al.Real-time dissection of dynamic uncoating of individual influenza viruses.PNAS.January 9, 2019

在宿主细胞中加入IAV-QDs,追踪病毒感染过程.当IAV-QDs在4°C与MDCK细胞共同孵育时,它们附着在细胞膜上。当免疫细胞用针对IAVM1蛋白的特异性抗体染色时,大多数QD信号与抗M1抗体信号共存,这进一步验证了QD信号代表病毒粒子。根据实验观察可得,IAV-QDs首先在细胞周围(第1期)缓慢移动,然后迅速向细胞核(第2期)迁移,然后在核周区域(第3期)缓慢和间歇性地运动。






因此,该研究在构建含QD感染的IAV和单粒子追踪的基础上,能够跟踪单个流感病毒的脱壳和vRNP动力学,揭示了重要的脱壳机制


IAV-QD结构原理图

构建包覆QD-vRNPs的IAV病毒

利用IAV-QDs追踪单个病毒的感染