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Nat Nanotechnol:新技术鉴别艾滋病病毒颗粒

  1. HIV
  2. 分子分辨率
  3. 病毒

来源:生物谷 2014-07-23 11:14

感染HIV的患者携带有许多种不同的HIV病毒,所有的HIV病毒有它们自己独特的特点,其中一些HIV病毒比其它病毒更具感染性。

2014年7月23日 讯 /生物谷BIOON/ --感染HIV的患者携带有许多不同种类的HIV病毒,所有的HIV病毒都有各自的特点,其中一些HIV病毒比其它病毒更具感染性。尽管感染HIV的病毒种类较多,但约有76%的艾滋病病毒的感染只来源于一种毒株。

密歇根大学的研究被认为是首个在单分子水平上用分子分辨率测量得到HIV病毒的研究,密歇根大学药学院首席研究员Wei Cheng 说。Cheng 的小组发现,艾滋病病毒微粒中有大量不同的关键蛋白质,这些关键蛋白质能够促使病毒毒性发展,而富含蛋白质的病毒颗粒比其它病毒更有传染力。

“艾滋病病毒颗粒之间有非常大的分子差异,有的具有危险性和易感性,有的则比较温和,它们是非常异质的”Cheng 说。“我们的技术可以让我们看到病毒单个分子水平间的差异,所以我们的仪器可以检测到两个病毒颗粒分子结构之间的不同之处。

现在,科学家可以测量HIV病毒颗粒之间不同的分子结构,还有一种可能性,即可以研发药物靶向毒性更强的病毒株,他说。

Cheng 的实验室开发并使用了一种新的光学技术来测量病毒颗粒,这在以前的论文中有所概述。

为了研究艾滋病病毒颗粒,密歇根大学团队改进了一个现有的称为光学镊子的工具,它使用光子或光线操纵微小分子或纳米级的马达。这种固定结构能够使无触点式研究不被干扰。

密歇根大学的这种新光学技术催生了几个不同研究方向的实验室,Cheng 介绍到。科学家现在可以让单个细胞感染一种HIV病毒颗粒来确定该病毒的毒性。这种技术也应用于其他致命的病毒上。最后,Cheng 说他们希望了解一些包含极危险病毒颗粒的艾滋病病毒毒株,因为这些危险的病毒颗粒最有可能感染健康的细胞。

“光学捕获培养液中人类免疫缺陷病毒揭示了病毒单分子分辨率的异质性”于7月20日在线发表在Nature Nanotechnology上。(生物谷Bioon.com)

原文链接:http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2014.140.html

Optical trapping of individual human immunodeficiency viruses in culture fluid reveals heterogeneity with single-molecule resolution

Yuanjie Pang,Hanna Song,Jin H. Kim,Ximiao Hou& Wei Cheng

Optical tweezers use the momentum of photons to trap and manipulate microscopic objects, contact-free, in three dimensions. Although this technique has been widely used in biology and nanotechnology to study molecular motors, biopolymers and nanostructures, its application to study viruses has been very limited, largely due to their small size. Here, using optical tweezers that can simultaneously resolve two-photon fluorescence at the single-molecule level, we show that individual HIV-1 viruses can be optically trapped and manipulated, allowing multi-parameter analysis of single virions in culture fluid under native conditions. We show that individual HIV-1 differs in the numbers of envelope glycoproteins by more than one order of magnitude, which implies substantial heterogeneity of these virions in transmission and infection at the single-particle level. Analogous to flow cytometry for cells, this fluid-based technique may allow ultrasensitive detection, multi-parameter analysis and sorting of viruses and other nanoparticles in biological fluid with single-molecule resolution.

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