武漢病毒所病毒雙特異性螢光標記研究取得進展

2020-12-03 中國科學院

近日，中科院武漢病毒研究所王漢中領導的研究團隊在利用納米材料標記病毒以用於病毒與宿主細胞相互作用的可視化相關研究中繼續取得研究進展，相關文章發表於生物材料領域的專業期刊Biomaterials上。

病毒的單顆粒標記和示蹤技術為我們揭示病毒和宿主細胞間的相互作用過程提供新的視野和平臺。標記了螢光材料的病毒入侵宿主細胞的過程能以視頻的形式進行展示，為揭示病毒的入侵機制提供最直接的證據。

新型納米材料量子點獨特的光學特性和生物學特性為我們研究病毒提供了很好的工具。但已報導的量子點標記方法是直接在病毒蛋白上進行化學修飾修飾後連接上量子點，不僅操作繁瑣，而且在一定程度上影響病毒的感染力。特別是囊膜病毒，如果是單一標記病毒的囊膜或者核衣殼，在病毒示蹤過程中不僅容易受到噪音信號的幹擾，而且無法示蹤病毒入侵細胞的完整過程。

本研究以杆狀病毒作為標記對象，結合杆狀病毒的表面展示技術和融合表達技術，在不經任何化學修飾和不改變杆狀病毒野生型蛋白的前提下，以杆狀病毒囊膜蛋白GP64和核衣殼蛋白VP39作為標記的靶標，同時將實現位點特異性標記的酶和標籤同GP64蛋白融合表達，以期在病毒複製的過程中實現病毒的自生物素化，進而藉助鏈黴親和素和生物素間的的相互作用，實現體外的一步結合反應在病毒囊膜標記上量子點。同時，在核衣殼蛋白VP39上融合表達GFP蛋白，在病毒組裝過程中實現對病毒的核衣殼的特異性標記。實驗證實，此標記策略能夠實現病毒在複製過程中的自生物素化和雙特異性標記，且量子點的標記過程對病毒的感染性沒有影響。基於標記病毒的雙色螢光，可以實現在單顆粒病毒水平示蹤病毒和細胞的相互作用過程。總的來說，此生物學標記的方法可以通過單顆粒病毒原位和長時間示蹤，為我們提供更多關於病毒和細胞相互作用的信息，也可以作為進一步深入研究病毒感染過程的平臺。

近年來，改該學科組在Angewandte Chemie International Edition，ACS NANO，Biomaterials, Analytical Chemistry等高水平雜誌上發表一系列QDs標記病毒和活細胞內單顆粒動態示蹤的文章，最近Nanomedicine-UK雜誌邀請該學科組撰寫了一篇題為Tracking viral infection: will quantum dot encapsulation unveil viral mechanisms的綜述文章，系統介紹了QDs在病毒標記和動態示蹤研究中的進展及存在的問題，該論文將發表在Nanomedicine-UK[2013, 8（8）]上。

論文連結

圖1：雙特異性標記重組杆狀病毒的原理示意圖　  圖2：雙標記杆狀病毒的單顆粒示蹤

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