病毒長什麼樣?3D列印彩色病毒模型!帶你了解微觀世界

2020-10-20 金九智能3D列印

一種「東西」看不見、摸不著,卻能讓人和動植物生病,還能快速傳染引發可怕的疫情,這就是病毒。你知道禍害世界的病毒到底長什麼樣嗎?

中國科學院武漢病毒研究所由中科院科普項目提供支持,利用病毒結構生物學的科研成果,使用3D列印技術,製作了幾種有代表性的病毒模型。揭開了病毒的神秘面紗,復原了病毒結構的真實外貌,為大家了解病毒提供了最生動直觀的材料。

1、菸草花葉病毒(TMV)

這是人類發現的第一種病毒。1886年,在荷蘭工作的德國人麥爾把患有花葉病的菸草植株的葉片加水研碎,取其汁液注射到健康菸草的葉脈中,能引起花葉病,證明這種病是可以傳染的。TMV是一種單鏈RNA(核糖核酸)病毒,呈長杆狀,主要是引起菸草花葉病等病害,在世界範圍內廣泛分布,我國山東、河北、山西、四川、北京、上海等地均有報導發現。

3D模型展示了病毒的部分結構,藍色為病毒衣殼蛋白,紫色是遺傳物質RNA。

2、脊髓灰質炎病毒(poliovirus)

脊髓灰質炎病毒是引起脊髓灰質炎的病毒,該疾病傳播廣泛,是一種急性傳染病。常侵犯中樞神經系統,損害脊髓前角運動神經細胞,導致肢體鬆弛性麻痺,多見於兒童,故又名小兒麻痺症。

脊髓灰質炎病毒屬於微小核糖核酸(RNA)病毒科。侵犯人體主要通過消化道傳播。呈球形,直徑只有20~30納米。模型展示了病毒核衣殼,病毒中心為單股正鏈RNA。

圖中的長條觸角就是細胞受體,可以與病毒表面的結構蛋白結合,促使病毒侵染細胞。

3、B肝病毒(HBV)

B型肝炎病毒簡稱B肝病毒。是一種DNA病毒,屬於嗜肝DNA病毒科。我國的B肝病毒感染率約60%-70%;B肝表面抗原攜帶率約佔總人口的7.18%,以此計算,全國約有9300萬人攜帶B肝病毒,其中慢性B型肝炎患者約2000萬例。

模型展示了B肝病毒核衣殼,正二十面體,由關鍵抗原組成。

該核衣殼由12個亞基組裝而成,每個亞基由5個4聚體組裝,每個4聚體由4個核心抗原蛋白組裝,共240個核心抗原(HBcAg)。

完整B肝病毒的最外層由三種B肝表面抗原(HBsAg,紅色)以及囊膜(黃色)組成。

囊膜內部包裹了由關鍵抗原組裝成的核衣殼(HBcAg,白色)。核衣殼內部包裹了病毒的遺傳物質DNA(藍色)和複製基因的DNA聚合酶(紫色)。

4、寨卡病毒(Zika virus, ZIKV)

寨卡病毒屬於黃熱病毒科黃熱病毒屬。黃熱病毒是首個被發現的人類病毒。於1900年發現,證實由蚊子傳播。

寨卡病毒本身並沒有太大危害性,80%的成年感染者幾乎沒有症狀,20%的患者也只有輕微感冒發燒等症狀,但感染寨卡病毒的孕婦會傳播給嬰兒,影響嬰兒大腦發育,引起小頭症

寨卡病毒直徑50納米,最外層是組裝規則的膜蛋白E(藍色),內部由脂質膜形成包裹(灰色)。而膜上有小膜蛋白M(青綠色),膜包裹的核心是衣殼蛋白(綠色)與基因組RNA(深藍)。

下圖從左至右分別為:登革熱病毒,西尼羅河病毒,腺病毒,噬菌體(頭部),細小病毒,皰疹病毒,B肝病毒(核衣殼)。

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