最近，美國猶他大學的研究人員發明出一種方法，來觀察新形成的AIDS病毒顆粒從受感染的人類細胞顯露或“出芽”，而不會干擾這個過程。利用這種方法，研究人員發現，一種稱為ALIX的蛋白質介入了病毒復制的最后階段，而不是以前認為的較早階段。
相關研究結果發表在2014年5月16日的《公共科學圖書館期刊》（PLOS ONE），本文資深作者、物理與天文學助理教授、病毒學家Saveez Saffarian指出：“我們每次觀察一個細胞，使用數碼相機和特殊的顯微鏡，拍攝出芽過程中的視頻和照片。”
“我們第一次看到，ALIX被招募到HIV的出芽過程中。大家都知道ALIX參與HIV的出芽過程，但是沒有人能將ALIX到該過程的招募可視化。”
Saffarian稱，這一發現屬于基礎科學，對艾滋病患者沒有直接的臨床意義，因為ALIX參與了太多的重要功能（如細胞分裂），因此不能作為新藥物的一個可能靶標。
他補充說：“我們非常了解這些幫助HIV脫離細胞的蛋白，但是我們不知道它們是如何團結在一起幫助病毒脫離的，在未來的10到20年，我們將對這一機制有更多了解。它將會是一個藥物靶點嗎？將是用于以后治療或生物技術行業的生物化學的一部分么？現在我不能給出答案。但是如果不是因為我們的好奇心，就不會有今天的這項新技術。”
猶他大學醫學院生物化學系主任、HIV出芽專家Wes Sundquist教授表示：“這項新研究工作非常的出色，對于我們這些研究HIV組裝機制的人來說，這是真正的興趣。”
這項工作是由美國國家科學基金會資助。第一作者為猶他大學物理學博士Pei-I Ku，共同作者還包括：物理學和天文學博士后Mourad Bendjennat、技術員Jeff Ballew和博士后Michael Landesman。
觀察HIV出芽
多年來，研究人員利用生化方法，包括在實驗室玻璃器皿中收集上百萬種病毒，進行不同的分析，揭示構成病毒的蛋白質，例如利用結合到某些蛋白質上的抗體，以及使第一個蛋白發出熒光的其他蛋白質。
Saffarian稱：“你不能同時在一種病毒內進行這些分析。因為你沒有看到相似病毒之間的差異。你沒有看到各種蛋白質來來往往幫助病毒脫離細胞的時機。”
其他一些方法，當HIV顆粒在細胞上出現時，將其冷凍或固定在細胞上，并用電子顯微鏡拍攝這些病毒復制的定格圖像。Saffarian也使用稱為“全內反射熒光顯微鏡”的技術，這種技術已被用來觀察細胞中的動態過程。
以前，有研究人員使用這種方法，實現了HIV和一種相似的馬病毒（EIAV）的出芽成像。但是，Saffarian稱，他們的研究并沒有表明ALIX參與HIV出芽，并且有缺陷，因為它們錯誤地指出，ALIX蛋白介入EIAV出芽過程的較早階段，在HIV出芽過程中也同樣。
Ku、Saffarian及其同事將這種顯微鏡技術與改進的方法結合，在克隆細胞中，通過遺傳學手段將一種綠色熒光標簽結合到ALIX蛋白，因此他們可以看到蛋白質，而無需傷害其正常的結構。研究人員嘗試了許多所謂的“接頭序列（linker）”，找到了一個接頭序列可使他們看到介入HIV出芽的 ALIX蛋白，而不會干擾這個過程。
他補充道，無論是顯微鏡技術，還是綠色熒光標記蛋白都不是新的，但是這項研究的創新之處在于，使用了許多不同種類的連接序列，將這些熒光蛋白結合到ALIX，以找到可讓ALIX蛋白正常運轉的那一個連接序列。
Saffarian稱，早期研究表明ALIX蛋白介入出芽過程的早期階段，但問題是，這些研究只使用了一個連接序列，從而削弱了ALIX的正常功能。
觀察蛋白質形成HIV
當HIV在人類細胞內復制時，一個稱為Gag的蛋白構成其大部分新顆粒——每個HIV顆粒中有4000個Gag蛋白拷貝，雖然其他一組蛋白也參與了這個過程，包括ALIX，這代表“alg-2互作蛋白x”。Saffarian研究小組所使用的病毒樣顆粒，是被剝奪基因藍圖或基因組的HIV顆粒，所以它們在實驗室不會造成感染風險。并且，病毒樣顆粒能夠保持與傳染性HIV相同的幾何形狀和萌芽過程。
在病毒出芽期間，Gag蛋白在細胞膜里面組裝——在后期階段與ALIX一起，形成一個新的HIV顆粒并使其脫離細胞，艾滋病患者中的AIDS可通過這個過程，從一個細胞傳播到另一個細胞。
為了觀察出芽過程，Ku、Saffarian和同事們把包含病毒顆粒的人HELA細胞放入培養皿的少量液體培養基中，將其放置在顯微鏡下，這是一個保持在體溫狀態的玻璃室，因此細胞能夠存活超過48小時。一束固態藍色激光瞄準樣品，使綠色標記的ALIX蛋白和紅色標簽Gag蛋白發光或發熒光，以便于它們組裝成病毒顆粒時可被觀察到。
Saffarian指出：“利用紅色標記的Gag蛋白和綠色標簽的ALIX蛋白質，我們能夠看到ALIX出現在病毒顆粒組裝的后期，大約100個 ALIX蛋白質與大約4000個Gag分子融合，并組裝成一個新的HIV顆粒。然后，ALIX引進兩種其他蛋白質，它們可在出芽病毒顆粒浮現時，將其從細胞上切斷。在這之前，還沒有人確定ALIX在新病毒顆粒擠壓斷離期間所處的位置。”
研究人員每次觀察來自一個細胞的病毒顆粒出芽：通常其中有100個在兩小時內出現。Saffarian稱，大多數ALIX蛋白質在HIV組裝完成后離開，并返回到細胞內液中。
他認為，ALIX直到HIV出芽的晚期階段才參與其中，這說明病毒中存在一種以前未被確認的機制，這一機制可調節ALIX和其它蛋白在組裝新HIV顆粒過程中的時機。
Saffarian指出：“我們發現，幫助病毒釋放的細胞成分，實際上到達的時間要以比基于生化數據預測的更為復雜。這項研究結果非常有前景，因為它揭示了細胞成分招募到HIV出芽部位的一種新調控機制，并為未來HIV出芽機制的研究打開了大門。”
有10名老年女性曾發生過幾十次骨折，往往只是輕輕絆一下就會受傷。但在接受一次自體骨髓細胞輸注之后，她們幾乎不再發生骨折。這些細胞經過實驗室處理，更容易穿透骨組織。這項小型臨床試驗的成果9月11日發表于......
AI的觸角，已然從文字創作和代碼編寫，延伸到了生命底層的基因語言。斯坦福大學與Arc研究所的研究團隊，用Evo1、Evo2兩款AI基因組模型，從零“寫”出了16種自然界從未存在過的病毒，而且它們活了過......
美國梅奧診所團隊在新一期《臨床研究雜志》發表報告稱，癌細胞會借助一種名為TRAILshort的蛋白，巧妙關閉人體的免疫反應。這一突破有望催生全新的癌癥療法，或提升現有免疫療法的效力。約15年前，團隊在......
自然界中，無論是動物發育還是微生物群落形成，復雜生命系統的建立都依賴細胞分化與功能分工。不同類型的細胞不僅承擔不同任務，還要以特定比例和空間分布組織在一起，才能形成穩定而高效的系統。那么，我們能否通過......
摘要：議程已定，嘉賓已至，4.16-17·北京春日之約，期待與您不負相見！中國細胞與基因治療（CGT）產業正站在從“技術探索”邁向“規范發展”的歷史性關口。在這一承前啟后的關鍵節點，IGC2026第十......
美國哈佛大學科學家研制出一種新型成像技術。這是一種多色顯微鏡技術，巧妙融合了電子顯微鏡與熒光顯微鏡的雙重優勢，使研究人員能在納米級分辨率下，同步觀測細胞的精細結構與特定蛋白質位置。相關成果已于2月21......
美國威斯康星大學麥迪遜分校科學家開展的一項最新研究發現：在太空微重力環境中，病毒與細菌之間“生死較量”依然存在，但卻呈現出與地球不同的模式。這些發現有助于科學家設計出更高效的噬菌體療法，對抗日益嚴峻的......
據中山大學消息，23日，中山大學錢軍教授團隊聯合廣州醫科大學附屬市八醫院劉林娜教授團隊、吉林大學第一醫院劉全教授團隊以及中山大學楊建榮教授團隊在《細胞》(Cell)雜志發表論文，首次系統揭示了埃博拉病......
近日，中國農業科學院蘭州獸醫研究所科研團隊研究發現，小RNA病毒里的“老熟人”3D聚合酶，不只是病毒復制的核心，還是逃逸免疫系統的“幫兇”。相關研究成果發表在《細胞分子生物學》上。長期以來，科學家僅知......
在海洋環境中，病毒是僅次于原核生物的第二大生物量成分。它們的生態意義不僅限于宿主裂解，還包括水平基因轉移和通過輔助代謝基因調節宿主代謝。這些輔助代謝基因可以編碼關鍵的代謝酶，在感染期間有效地重塑細胞過......