病毒学国家重点实验室崔宗强团队追踪到单个流感病毒脱壳过程
近日，国际学术期刊《PANS》在线发表了病毒学国家重点实验室崔宗强教授团队的最新研究成果，论文题为Real-time dissection of dynamic uncoating of individual influenzaviruses（实时动态解析单个流感病毒脱壳过程）。该团队利用量子点特异性标记病毒的基因组和单颗粒示踪技术，实时动态解析了单个流感病毒的脱壳过程，揭示了病毒八节段RNA以单体形式释放到细胞质并进入细胞核及其在细胞核内的动态行为及机制。
结果速览
该团队首先建立了量子点位点特异性标记甲型流感病毒基因组技术。在病毒感染过程中，病毒核糖核蛋白复合物（vRNP）顶端的聚合酶蛋白PA被可控生物素化，与链霉亲和素修饰的量子点特异性结合，并组装进入成熟的子代病毒粒子，从而获得基因组被量子点标记的流感病毒。基于量子点的高亮度和耐光漂白等特点，利用单颗粒示踪技术，结合病毒包膜和细胞组分荧光标记，对单颗流感病毒感染宿主细胞时的脱壳过程进行实时动态可视化分析。实时动态揭示了流感病毒在感染后30-90分钟，病毒由早期内体进入晚期内体发生膜融合、基因组与病毒包膜分离、单个节段基因从晚期内体中分别释放、解离释放的单个节段基因入核、及其在细胞核内运输的动态过程。发现流感病毒八个vRNP在脱壳过程中以单独而非组团的方式从晚期内体中释放进入细胞质，这些单独的vRNP以特征性三阶段主动运输机制进入细胞核，入核后的vRNP以两种不同的扩散模式运输到其复制/转录位点等重要过程与机制。该研究为世界上首次记录到单个流感病毒脱壳的实时动态过程，对深入理解流感病毒在宿主细胞中的生命周期具有重要意义，并将为开发新的抗病毒途径提供思路。
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ABSTRACT: Uncoating is an obligatory step in the virus life cycle that serves as an antiviral target. Unfortunately, it is challenging to study viral uncoating due to methodology limitations for detecting this transient and dynamic event. The uncoating of influenza A virus (IAV), which contains an unusual genome of eight segmented RNAs, is particularly poorly understood. Here, by encapsulating quantum dot (QD)-conjugated viral ribonucleoprotein complexes (vRNPs) within infectious IAV virions and applying single-particle imaging, we tracked the uncoating process of individual IAV virions. Approximately 30% of IAV particles were found to undergo uncoating through fusion with late endosomes in the “around-nucleus” region at 30 to 90 minutes postinfection. Inhibition of viral M2 proton channels and cellular endosome acidification prevented IAV uncoating. IAV vRNPs are released separately into the cytosol after virus uncoating. Then, individual vRNPs undergo a three-stage movement to the cell nucleus and display two diffusion patterns when inside the nucleus. These findings reveal IAV uncoating and vRNP trafficking mechanisms, filling a critical gap in knowledge about influenza viral infection.
中国科学院武汉病毒研究所崔宗强研究员为该论文通讯作者，秦冲博士为第一作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等基金项目的资助。
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参考：
1.原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.1812632116
2.病毒学国家重点实验室官网：
https://klv.whu.edu.cn/index.php/View/321.html
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文章内容来源：病毒学界
版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除
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