看艾滋病毒从细胞芽:研究显示最后的蛋白质名叫阿历克斯的角色

犹他州大学的研究人员发明了一种方法看新形成的艾滋病病毒颗粒新兴或“萌芽”从被感染的人类细胞没有干扰这个过程。方法显示了一个名为阿历克斯的蛋白在病毒复制的最后阶段介入,不像以前被认为早些时候,。

“我们看一个细胞”,用数码相机和特殊的显微镜拍电影和照片的出芽的过程,说病毒学家Saveez Saffarian,物理学和天文学的助理教授,资深作家的一项新的研究艾滋病毒出芽今天在线发表在《科学公共图书馆》杂志上PLOS ONE。

“我们看到阿历克斯首次加入了艾滋病毒出芽,”他说。“每个人都知道阿历克斯参与HIV初露头角,但没人能想象阿历克斯的招聘过程。”

发现是“基本基础科学”,并没有立即艾滋病患者的临床意义,因为阿历克斯参与太多的关键功能像细胞分裂为新的药物是一个可能的目标,Saffarian说。

“我们知道很多关于细胞的蛋白质,帮助艾滋病病毒,但是我们不知道他们如何走到一起帮助病毒,它将会在接下来的10到20年,我们将知道更多关于这个机制,”他补充道。“这是一种药物的目标吗?这是生物化学的一部分用于治疗或生物技术产业之后?我现在不能告诉你。但是,如果不是因为我们的好奇心作为一个物种,我们就不会有我们今天的技术。”

这项新研究”是好工作,”韦斯Sundquist HIV初露头角的专家说,世卫组织建议Saffarian教授和主席在犹他大学医学院的生物化学。“这是真正的利益对于我们这些研究艾滋病大会的机制。”

这项研究是由美国国家科学基金会资助。Saffarian进行这项研究的第一作者,Pei-I Ku,犹他大学物理学博士生;Mourad Bendjennat,在物理学和天文学博士后;技术员杰夫Ballew;另一个博士后和迈克尔·斯曼物理学和天文学曾在Sundquist的生物化学实验室工作。

看,别碰,因为艾滋病毒芽

生化方法多年来涉及收集成千上万的病毒在实验室玻璃器皿和做不同的分析,揭示了蛋白质构成的病毒——例如,通过抗体绑定到特定的蛋白质和使用其他蛋白质,使第一个蛋白质发出荧光,所以他们可以看到。

“你不是做一个病毒,“Saffarian说。“问题是你没有看到类似的病毒之间的差异。你不看到各种蛋白质是如何的时机,去帮助病毒从细胞中释放出来。”

其他方法冻结或修复细胞从他们新的艾滋病毒颗粒出现,并使用电子显微镜照片定格病毒复制的观点。Saffarian还使用技术被称为“全内反射荧光显微镜、”被用来观察细胞的动态过程。

方法是使用过的图像崭露头角的艾滋病毒和类似的马病毒,EIAV。但是Saffarian说,研究没有显示阿历克斯参与艾滋病毒出芽和缺陷,错误地显示了阿历克斯蛋白质介入在EIAV出芽过程的早期,表明它在艾滋病毒出芽做了同样的事情。

Ku, Saffarian和同事结合显微镜方法的一种改进方法连接绿色荧光基因“标签”阿历克斯克隆细胞蛋白质,这样他们就可以看到蛋白质而不损害自己的正常功能。研究人员尝试许多所谓的“连接器”,发现了一个让他们认为阿历克斯蛋白参与了艾滋病病毒出芽但没有令人不安的过程。

显微镜技术和标签与绿色荧光蛋白是新的,但“我们是新的链接这些荧光蛋白阿历克斯使用许多不同类型的连接器”找到一个让阿历克斯蛋白质功能正常,他补充道。

早期的研究——表示阿历克斯的问题是涉及在萌芽过程的早期——只有一个链接器使用,它受损的阿历克斯的正常功能,Saffarian说。

看着蛋白质形成艾滋病毒

艾滋病毒在人类细胞复制时,蛋白质命名呕吐占大多数的新粒子,有4000册的Gag蛋白在一个艾滋病毒粒子——尽管一堆其他蛋白质参与在这个过程中,包括阿历克斯,这代表“alg-2相互作用蛋白质x。”Experiments like those by Saffarian's team use "virus-like particles," which are HIV particles stripped of their genetic blueprint or genome so they don't pose an infection risk in the lab.

“病毒样颗粒保持相同的几何和出芽过程一样感染艾滋病毒,“Saffarian说。

在萌芽,Gag蛋白组装内部细胞膜——连同阿历克斯的晚期,形成一个新的艾滋病毒粒子推动摆脱细胞——艾滋病感染者传播的过程从细胞到细胞。

看萌芽过程、Ku Saffarian和同事的地方人类海拉细胞含有少量的液体培养基上的粒子在培养皿中并把它在显微镜下,在一个玻璃箱保持在体温的细胞可以存活时间超过48小时。蓝色激光固态旨在样本green-labeled阿历克斯和red-labeled Gag蛋白发光或发出荧光,这样他们就可以被视为他们组装成一个病毒粒子。

red-labeled Gag蛋白和green-labeled ALIX蛋白质,”我们可以看到阿历克斯在病毒粒子的组装,“有100阿历克斯蛋白质聚集约4000 Gag分子和组装到一个新的艾滋病毒粒子。阿历克斯然后把另外两个蛋白质,切断出芽病毒粒子的细胞出现。阿历克斯的位置在新粒子的掐掉之前没有认识到,Saffarian说

研究人员关注病毒粒子从一个细胞芽:通常约100两个小时期间出现。Saffarian说大部分的阿历克斯蛋白质离开艾滋病毒装配完成时,返回一个细胞内的液体。

他说,发现阿历克斯直到晚期才参与艾滋病毒出芽的存在表明病毒中的一种以前未被认识的机制调节的时机阿历克斯和其他蛋白质组装新的艾滋病毒粒子。

“我们发现帮助释放细胞组件病毒实际到达一个更复杂的比预计的时间计划基于生化数据,”Saffarian说。“这项研究的结果是有前途的,因为它揭示了一种新的监管机制对艾滋病毒出芽细胞组件的招聘网站和开门激动人心的未来研究艾滋病毒出芽机制。”

物理学家在病毒学

为什么物理学家研究病毒?首先,在生物学、生物物理学家研究物理机制如汽车电池。Saffarian获得了生物物理学博士学位,开发方法,使用荧光细胞过程。

“我很嫉妒,因为我觉得每次我造成了一个项目,真正的科学是别人的追求,”他说。“我和工具帮助他们,但不是自己问基本问题。”

所以Saffarian博士后奖学金在哈佛医学院细胞生物学,然后“决定我想要研究病毒,他们如何离开细胞和复制。”In addition to his position in physics, he is an adjunct assistant professor of biology.