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像疱疹和Zika这样的病毒需要重新分类,这就是为什么

2021-08-30 09:50:00来源:

新发现揭示了许多不同的结构模型,最终可能导致更多靶向抗病毒疫苗。

新的研究表明,在架构方面,病毒的方式需要重新处理,因为它们实际上是比以前所理解的更多模式的结构。调查结果可能对他们的分类方式产生重大影响,我们对他们的形式,演变和感染宿主的理解以及识别设计疫苗以瞄准它们的策略。

在20世纪50年代和60年代,由于科学家开始获得病毒的高分辨率图像,它们发现了衣壳的详细结构 - 由相同蛋白质的多拷贝组成的外保护层 - 保护病毒遗传物质。大多数病毒具有衣壳,其通常是准球形的,并且显示ICOSAHEDRAL对称性 - 例如20侧骰子。

Capsid Shell是保护它们的原因,并且由于科学家发现它们的结构,他们提出衣壳可以具有不同的尺寸并保持不同量的基因组,因此可以不同地感染宿主。

为什么这很重要

在将药物设计为目标病毒时,科学家现在可以考虑到改善疗效的不同结构形状。

研究病毒,圣地亚哥州立大学理论生物物理学家的病毒,安东尼·卢克的两位研究人员以及来自约克,英国大学的数学生物学家的病毒信息学院和雷森·扣的成员,以及约克交叉的成员 - 系统分析中心,表明许多病毒基本上被错误分类了60年,包括普通病毒,如疱疹单纯疱疹和Zika。

这是因为尽管具有来自冷冻电子显微镜的结构图像,但我们没有对不同病毒的许多架构的数学描述。

进化相关病毒感染细菌和人类采用IcosaheDral衣壳的新建立的蛋白质布局之一。芽孢杆菌碱基(A),单纯疱疹病毒1(b)和噬菌体λ(c)。

“我们发现了六种新的方式,其中蛋白质可以组织成形成icosaheadral衣壳壳,”Luque表示。“所以,许多病毒只能采用两个广泛理解的斗篷架构。现在至少有八种方式可以设计icosaheDral帽子。“

他们使用了Quasiequiallence原则的概括,看看蛋白质如何缠绕在IcosaheDral衣壳周围。

他们的学习将于9月27日星期五出版的自然通信,也表明,基于它们由它们组成的蛋白质的蛋白质是相同结构谱系的一部分的病毒采用一致的ICOSaheLAL Capsid布局,提供了一种新的方法研究病毒进化。

生物技术应用

结构生物学家现在可以采取这些信息并重新分类病毒结构,这将有助于揭示不同病毒之间的分子和进化关系。

它还将为纳米技术和生物技术应用提供新的分子容器的指南,它将有助于科学家识别针对衣壳中蛋白质组装的特定策略。这最终可能导致更系统地发育抗病毒疫苗。

“我们可以使用这种发现来定位衣壳的组装和稳定性,以防止在感染宿主细胞时形成病毒,或者在它形成后分开,”Luque表示。“这可以促进用于分享同一ICOSAHRAL的病毒的抗病毒目标的表征和鉴定。”

这种新框架可容纳先前异常值的病毒,提供了对病毒衣壳架构的新预测,并确定了遥远的进化相关病毒中的常见几何模式,这些病毒感染了来自人类的细菌。

Twarock表示,新的蓝图还提供“关于病毒演进的新视角,这表明较大和更复杂的病毒可能已经从进化时间表中的简单途径发展。”

建筑应用

几何形状也可以用于建筑物和建筑的新建筑设计中。

自20世纪60年代以来,这些病毒衣壳已经使用由结构生物学家唐纳德卡帕尔和生物物理学家Aaron Klug引入的几何框架进行了分类,这些框架是由由着名的建筑师R. Buckminster Fuler设计的测地圆顶的启发。然而,由于分子成像技术已经前进,越来越多的3D病毒衣壳重建包括像疱疹或Zika这样的病毒已经从这种古典几何框架中脱落。

“本研究介绍了比经典的Caspar-Klug结构更普遍的框架。它基于保护由在衣壳中相互作用的蛋白质形成的局部顶点,“Luque说明。“这种方法导致了发现六种新型的ICOSaheDral Capsid布局,同时恢复了基于Goldberg和Geodesic Polyhedra的Caspar-Klug中的两个经典布局。”