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Nat Microbiol:新研究以前所未有的细节捕捉到进入细胞核的HIV-1病毒核心

  1. HIV-1
  2. 细胞透化
  3. CPSF6

来源:生物谷原创 2025-07-25 10:45

这项研究标志着在可视化HIV最关键阶段以及理解如何潜在地阻止它方面取得了重大飞跃。

在一项具有里程碑意义的新研究中,由英国钻石光源(Diamond Light Source)电子生物成像中心主任Peijun Zhang教授的一个研究团队揭示了HIV-1病毒如何突破细胞的核屏障——这一发现可能重塑抗病毒策略。他们利用前沿的冷冻电子显微镜(cryo-electron microscopy, cryo-EM)技术,捕捉到了HIV-1病毒核心在进行核输入(nuclear import)过程中的状态——这是病毒生命周期中难以捉摸却至关重要的一步。相关研究结果发表在Nature Microbiology杂志上。

具体而亚,他们使用了细胞透化(cell-permeabilization)技术,这种方法能使细胞膜变得多孔而不破坏细胞本身。他们得以模拟HIV感染人类细胞的过程,并捕捉到近1500个HIV-1病毒核心进入细胞核的瞬间。

这项研究揭示,HIV-1成功进入细胞核依赖于其病毒核心的形状和柔韧性、核孔复合体(nuclear pore complex, NPC)的适应性以及宿主因子(如CPSF6)。

CPSF6是一种宿主细胞蛋白,在HIV-1感染的早期阶段,特别是在病毒如何进入细胞核并整合到宿主基因组中,起着至关重要的作用。

作为通往细胞核的门户,核孔曾被认为具有刚性的固定结构,只允许特定分子通过。这项研究表明,核孔的适应能力远超想象——它能够扩张和改变形状,以帮助HIV病毒的部分结构(病毒核心)通过。

在不存在(P-CEM)和存在(PS-CEM) RRL-ATP的情况下,WT核培养的渗透性CEM细胞的共聚焦显微镜图像

然而,并非所有HIV病毒核心都能进入细胞核;如果核心过于脆弱或者无法与CPSF6蛋白连接,它就会卡在核孔处或留在核外。这意味着核孔不仅仅是一个被动的通道门,它在决定哪些病毒可以进入方面扮演着主动的角色。这是对HIV感染以及病毒如何与我们细胞相互作用的一个重大新认识。

HIV-1自1981年首次报告病例以来,一直是人类健康面临的最严峻挑战之一,已造成总计超过4,200万人死亡,并且每年新增感染人数超过100万。这些发现不仅加深了我们对HIV-1的理解,也展示了原位结构生物学(in situ structural biology)在阐明复杂细胞过程方面的强大力量。

这项研究标志着在可视化HIV最关键阶段以及理解如何潜在地阻止它方面取得了重大飞跃。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Zhen Hou et al, HIV-1 nuclear import is selective and depends on both capsid elasticity and nuclear pore adaptability, Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02054-z.

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