2016年8月12日/生物谷BIOON/--在一項新的研究中，來自英國醫學研究委員會（MRC）分子生物學實驗室和倫敦大學學院的研究人員發現HIV用來感染細胞同時逃避免疫系統檢測的一種關鍵特徵。這一發現提供一種新的藥物靶標和重新評估現存HIV療法以便改善它們的療效的機會。相關研究結果於2016年8月10日在線發表在
Nature期刊上，論文標題為「HIV-1 uses dynamic capsid pores to import nucleotides and fuel encapsidated DNA synthesis」。
HIV是一種逆轉錄病毒，這意味著它不得不將它的RNA基因組逆轉錄為DNA以便感染細胞。在以前，人們並不知道這種病毒如何獲得它所需要的遺傳物質的構造單元（即核苷酸）。重要的是，人們也並不知道HIV如何在不激活用來檢測外源DNA的細胞警報系統的情形下做到這一點。
HIV被稱作衣殼的蛋白外殼所包圍著。如今，科學家們發現當HIV製造它的DNA時，它躲藏在這種衣殼內。在這項新的研究中，研究人員利用一種混合方法（hybrid approach）區分不同狀態下HIV衣殼的原子結構和構建HIV突變體以便觀察這如何導致HIV感染發生變化。這就允許他們發現HIV衣殼中存在類似虹膜的孔，這些孔就像眼睛中的虹膜那樣打開和關閉。這些孔以非常高的速率吸收HIV複製所需的核苷酸，同時排出任何不想要的分子。這有助解釋為何HIV如此成功地躲避免疫系統識別。
在鑑定出HIV衣殼中的這些孔之後，研究人員接著設計能夠阻斷它們的抑制劑分子---六羧基苯（hexacarboxybenzene）。一旦這些孔被這種分子阻斷後，HIV病毒不能夠自我複製，從而不再具有傳染性。
六羧基苯不能夠穿過人類細胞的細胞膜來接觸到HIV病毒，但是研究人員指出人們可能在未來設計出具有類似的性質但能夠進入細胞的藥物。另一種選擇就是研究當前用來治療HIV感染的被稱作逆轉錄酶抑制劑的藥物，以便觀察是否存在方法改善它們穿過這些孔從而增強它們的活性。
論文共同通信作者、MRC分子生物學實驗室科學家Leo James博士說，「我們曾認為HIV病毒一侵入細胞，它的衣殼就降解，但是如今，我們意識到這種衣殼保護HIV病毒免受我們的先天免疫系統檢測。我們在衣殼中發現的這些孔解釋了用於HIV複製的養料如何穿過衣殼從而允許HIV基因組複製。」
論文第一作者、MRC分子生物學實驗室科學家David Jacques博士說，「我們已設計出一種直接靶向這些孔的抑制劑原型（prototype inhibitor）。我們預測這種特徵可能在其他病毒中也是常見的，因而將是設計新的抗病毒藥物---包括治療HIV和相關病毒的新藥物---的一種有吸引力的靶標。」
MRC分子生物學實驗室化學生物學項目經理Tim Cullingford博士（未參與這項研究）說，「由來自MRC分子生物學實驗室的Leo James團隊和來自倫敦大學學院的Greg Towers團隊合作開展的這項研究生動地說明了採用一種跨學科方法進行探索研究的價值。這種將原子水平的結構研究與病毒學研究組合在一起能夠讓他們取得一項將影響這個領域未來研究方向的發現。」（生物谷 Bioon.com）
本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP。HIV-1 uses dynamic capsid pores to import nucleotides and fuel encapsidated DNA synthesisDavid A. Jacques, William A. McEwan, Laura Hilditch, Amanda J. Price, Greg J. Towers & Leo C. James
doi:
10.1038/nature19098PMC:PMID:During the early stages of infection, the HIV-1 capsid protects viral components from cytosolic sensors and nucleases such as cGAS and TREX, respectively, while allowing access to nucleotides for efficient reverse transcription1. Here we show that each capsid hexamer has a size-selective pore bound by a ring of six arginine residues and a 『molecular iris』 formed by the amino-terminal β-hairpin. The arginine ring creates a strongly positively charged channel that recruits the four nucleotides with on-rates that approach diffusion limits. Progressive removal of pore arginines results in a dose-dependent and concomitant decrease in nucleotide affinity, reverse transcription and infectivity. This positively charged channel is universally conserved in lentiviral capsids despite the fact that it is strongly destabilizing without nucleotides to counteract charge repulsion. We also describe a channel inhibitor, hexacarboxybenzene, which competes for nucleotide binding and efficiently blocks encapsidated reverse transcription, demonstrating the tractability of the pore as a novel drug target.