PLoS ONE:新研究提出HIV-1病毒外壳的新结构,有可能开发出新的HIV治疗方法

2019年12月18日讯—HIV-1是两种HIV毒株—HIV-1和HIV-2—中传播最广、毒性最强的一种,如果不加以治疗,它会引起HIV感染并最终导致艾滋病(AIDS)。

在一项新的研究中,来自加拿大阿尔伯塔大学的研究人员表明HIV-1病毒的外壳可能具有与以前认为的不同的形状。这对理解这种病毒的功能具有重要的意义。相关研究结果近期发表在PLoS ONE期刊上,论文标题为“Mathematical determination of the HIV-1 matrix shell structure and its impact on the biology of HIV-1”。

基于这项新的研究提出的一种计算机模型提出HIV-1病毒包裹在一种球形外壳中。当这种病毒入侵健康细胞时,这种球形外壳像花瓣那样裂开,从而释放出这种病毒的遗传物质。图片来自Marcelo Marcet-Palacios。

这项研究表明HIV-1病毒位于一种球形基质外壳(spherical matrix shell)内部。当它感染健康细胞时,它的外壳融合到靶细胞的外面上,然后在它攻击这种细胞的地方将这种病毒的遗传物质释放到细胞内部。

论文共同作者Sean Graves说,“我们提出的新型HIV-1病毒结构具有非常奇特的形状,几乎像一朵花的花瓣。对这种基质外壳结构的更好了解可能有助于我们理解这种融合和感染过程。”

这项新的研究表明一种以前用于描述HIV-1基质外壳结构的模型在数学上是不可能的,并提供了可行的替代模型。这些研究人员已将这种新模型在线提供给世界各地的其他科学家。尽管现在预测这种模型能否为全球将近3800万人HIV感染者提供新的疗法还为时过早,但他们表示,它将帮助科学家们更好地理解和预测HIV-1病毒的行为。

计算机模型显示在HIV-1病毒解折叠开来释放出这种病毒的遗传物质之前,这种病毒外壳呈现球形形状。图片来自Marcelo Marcet-Palacios。

论文通讯作者、阿尔伯塔大学内分泌学家Marcelo Marcet-Palacios补充道,“我们的贡献是利用数学原理来帮助指导科学界朝着正确的方向发展。如果我们的模型是正确的,那么我们随后就可以开始研究我们是否能够阻断或干扰这种病毒进入机制,比如,通过使用一种药物将这种HIV-1基质外壳结构中的‘花瓣’交联在一起,以阻止HIV-1病毒颗粒裂开进而阻止它的病毒基因组进入宿主细胞中。”

论文第一作者Weijie Sun说,“不同学科的合作使得我们有可能提出一种与先前观察到的证据相一致的新模型,并且允许我们能够开发出一种可在线免费访问的计算机程序,这样世界各地的其他科学家都可以使用这种计算机程序来重建我们的研究工作并进一步优化这种新模型。”

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