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Cell子刊:追蹤細胞中的病毒DNA

日期:2013-10-18 09:41:06

來自蘇黎世大學的細胞生物學家和化學家們揭示了病毒DNA在人類細胞中的運輸機制。他們開發了一種新方法生成了包含標記病毒DNA基因組的病毒顆粒,這使得他們能夠以常規或超分辨率模式采用熒光顯微鏡,第一次對細胞質和細胞核中的單個病毒基因組進行了成像。

 

病毒性疾病對人類和家畜在醫學、人道和經濟上造成了破壞性的影響。當前大多數的病毒疾病還沒有適當的治療可以對抗,這主要是由于對病毒感染細胞的機制知之甚少。由蘇黎世大學細胞生物學家Urs Greber教授領導一個跨學科研究人員小組,現在提出了一種新方法可以單分子分辨率顯示宿主細胞中的病毒DNA。這一方法提供了關于病毒DNA在細胞中分布以及細胞對病毒DNA反應的一些意外的新見解。

 

點擊化學(Click chemistry)檢測病毒DNA

 

在新研究中,Greber和研究人員們利用細胞培養物和引起呼吸系統疾病和結膜炎的人類腺病毒、皰疹病毒和痘苗病毒展開了研究。為了能夠標記出完整病毒的DNA,科學家們轉而采用了點擊化學——一種廣泛應用的化學反應類型。來自蘇黎世大學有機化學研究所的Nathan Luedtke教授和博士生Anne Neef開發了一類新的“可點擊”化學分子。“將我們的分子整合到病毒DNA中不會影響DNA的生物功能,并可利用它來標記DNA進行熒光顯微鏡觀察,”Luedtke說。

 

第一次看到感染細胞的防御反應

 

Greber和他的研究小組采用化學標記的病毒感染了人類細胞,并觀察了病毒進入細胞過程中病毒DNA的行為。“利用這一巧妙的方法,我們不僅揭示了并非所有的病毒DNA都如原來預期的那樣進入細胞核,而是有相當一部分留在了胞質溶膠中,”Greber說。

 

根據科學家們所說,這一現象有可能是抗病毒防御反應的一個組成部分。“第一次,我們能夠顯示進入病毒DNA的定位,并將它與抗病毒防御或感染機制聯系到一起,”Greber說。研究人員證實,相同類型的細胞攝取了不同量的病毒DNA進入它們的細胞核中。Greber懷疑細胞核具有與胞質溶膠相似的抗病毒防御反應,這些防御反應隨細胞而異。有了新方法在手,這將成為未來研究的一個重要課題。科學家們認為,他們的程序可適用于其他的DNA病毒或是HIV

 


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