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cell:蛋白质组学牛人发布病毒研究新工具

【2014-06-10】

科学家们在质谱分析的基础上,开发了一种全新的蛋白质组学技术—— qtv (quantitative temporal viromics)。这一技术能够在病毒感染的过程中,对宿主和病毒蛋白的实时动态进行系统性定量分析,展现病毒与宿主的具体互作过程。相关研究论文刊登在了近期出版的《细胞》(cell)杂志上。

在 qtv 技术的帮助下,哈佛大学医学院的 steven gygi 教授领导研究团队,分析了巨细胞病毒 cmv 感染纤维母细胞的具体过程。他们不仅鉴定了 cmv 的入侵途径,还揭示了病毒蛋白躲避免疫攻击的具体策略。

世界上大多数人都是 cmv 的携带者,这种病毒是最大的病原体之一,含有约 200 个基因,受到 cmv 感染的人会终身携带着这种病毒。如果 cmv 携带者一直很健康,那它不会造成什么伤害。但如果机体的免疫系统受损(例如 hiv 感染或者接受器官移植),这种病毒就会导致严重甚至致命的后果。

gygi 表示:“我们为研究病毒行为及其感染策略提供了一种全新工具。”

质谱分析已经有一百年历史了,这一技术主要被物理学家和化学家们用来检测小分子,直到最近才被用于蛋白质组学研究。这是因为蛋白质的分子比较大,传统上并不适用于质谱分析。steven gygi 教授是质谱和蛋白质组学领域的著名学者,他在过去十五年中一直致力于质谱分析的生物学应用。

在这项新研究中, gygi 实验室的 michael weekes 决定用质谱分析来追踪病毒感染的轨迹。他选择了 cmv ,因为这种病毒非常普遍,但人们对它又知之甚少。

weekes 制备了刚受到 cmv 感染的纤维母细胞,并在三天内的不同时间点收获病毒和细胞的蛋白,对它们进行质谱分析。 cmv 感染的前三天特别重要,因为病毒在这段时间内进入潜伏期。

研究人员总共分析了近八千个蛋白,不仅鉴定了 cmv 的入侵途径,还发现了许多新的治疗靶点。值得注意的是, qtv 技术能够深入分析细胞表面的蛋白。这一点特别重要,因为绝大多数药物以细胞表面的蛋白为靶标,而这些蛋白又比细胞内部的蛋白更难研究。

weekes 和同事发现有 29 个病毒蛋白位于细胞表面,其中 23 个是新发现的。这些蛋白能通过不同的方式影响先天免疫和适应性免疫,一边躲避宿主免疫系统的救兵,一边瓦解细胞本身的防御力。

下一步,研究人员将鉴定能够对抗病毒蛋白的抗体,希望能够在病毒扩散前摧毁受感染的细胞。

原文检索:

michael p. weekes , peter tomasec, edward l. huttlin, ceri a. fielding, david nusinow, richard j. stanton, eddie c.y. wang,rebecca aicheler, isa murrell, gavin w.g. wilkinson, paul j. lehner, steven p. gygi. quantitative temporal viromics: an approach to investigate host-pathogen interaction. cell, 5 june 2014; doi: 10.1016/j.cell.2014.04.028

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