新方法描摹愛滋病病毒含糖屏障

2020-10-27 瀟湘名醫

這是一幅基於低溫電子顯微鏡和計算機模擬的藝術圖，展示了聚糖如何創建一個屏障，幫助愛滋病毒躲避免疫系統的攻擊。圖片來源：Zachary Berndsen

美國斯克裡普斯研究所和洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家發明了一種新方法，可以繪製出愛滋病病毒（HIV）光滑糖分子前所未有的詳細信息。這些分子能保護HIV不被免疫系統攻擊。相關論文近日刊登於美國《國家科學院院刊》。

這些圖譜將使研究人員更全面地了解為什麼抗體對病毒上的某些點有反應，而對其他點沒有反應，並可能推動研發針對HIV和其他病毒上最脆弱和最易接近部位的新疫苗。

這些糖分子，或稱為「聚糖」，是鬆散的、粘稠的，起著盾牌作用，因為抗體很難抓住和阻止進入蛋白質表面。HIV和許多其他病毒，包括新冠病毒，在最外層的刺突蛋白上形成了這些護盾。

「我們現在有一種方法捕捉這些不斷變化的多糖屏障的完整結構，它這在很大程度上決定了抗體在什麼地方能但什麼地方不能和HIV這樣的病毒結合。」斯克裡普斯研究所Andrew Ward實驗室博士後、該研究主要作者Zachary Berndsen說。

使這些含糖分子具有抗抗體能力的彈性，也使研究人員無法用傳統的原子尺度成像技術捕捉到它們。在這項新研究中，科學家們開發了一種技術，首次將這些難以捉摸的分子詳細地映射到HIV刺突蛋白（Env）的表面。

研究人員將低溫電子顯微鏡與複雜的計算機建模以及分子識別技術結合起來。低溫電子顯微鏡依靠對成千上萬張單獨快照創建一個清晰的圖像，因此，像聚糖這樣高度靈活的分子，如果它們出現的話，也只能以模糊的形式出現。但是通過把低溫電子顯微鏡和其他技術結合起來，研究人員能夠恢復丟失的聚糖信號，並利用它來繪製Env表面的脆弱位點。

新的組合方法揭示了HIV多糖屏障的結構和極其詳細的動態性質，並幫助團隊更好地理解這些複雜的動態如何影響在低溫電鏡圖中觀察到的特徵。研究小組觀察到單個聚糖並不像以前認為的那樣，只是在刺突蛋白的表面隨機擺動，而是聚集在一叢一叢的「灌木叢」中。（魯亦）

相關論文信息：http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2000260117

【來源：光明科普】

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