來自德克薩斯大學奧斯汀分校和休斯頓健康科學中心醫(yī)學院的研究人員報告稱,，他們首次觀察到了一種病毒感染大腸桿菌時的詳細結構變化,。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在1月10日的《科學》（Science)雜志上,。
為了感染細胞,，病毒必須首先找到適合的細胞,，然后再將其遺傳物質(zhì)射入到宿主中,。來自德克薩斯大學奧斯汀分校的生物學教授Ian Molineux及同事，在一種叫做T7的病毒中觀察了這一機械樣過程,，并將之顯像,。
研究人員發(fā)現(xiàn)，當病毒在尋找獵物之時,，它會像觸須樣短暫地延伸,。通常情況下，病毒會將六個超薄尾絲（tail fiber）其中的一個或兩個折疊在頭部的底部,。然而一旦找到合適的宿主,，病毒的行為就會像星球探測車一樣，延伸這些纖維,，隨機游走在細胞的表面,，尋找最佳的感染位點。
在首選的感染位點,，病毒會經(jīng)歷一次重大的結構改變,，注射一些蛋白質(zhì)通過細菌細胞膜，為病毒遺傳物質(zhì)進入宿主建立一條途徑,。 在DNA注入后,，蛋白質(zhì)路徑崩塌，感染細胞膜封閉,。
Molineux 說：“盡管其中許多的細節(jié)為T7所特有,，但整個過程完全改變了我們對于病毒感染細胞機制的認識。”
例如,，研究人員現(xiàn)在知道,，大部分的尾絲都是結合在病毒頭部，而并非像從前認為的那樣延伸,。而處于結合和延伸狀態(tài)動態(tài)平衡中的那些則是新的尾絲,。
Molineux說，盡管從前就提出過噬菌體在細胞表面“游走”的觀點,，他們的論文首次提供了實驗證據(jù)表明情況確是如此,。
這也是第一次，科學家們獲得病毒尾部延伸到宿主中（這一行為使得病毒能夠用DNA感染細胞）這一過程的真實圖像,。
Molineux說：“十多年前,，我最初猜測T7生成了一個延伸的尾部。這是首次獲得確鑿的實驗證據(jù)證實這一觀點,，并提供了第一個關于其樣子的圖像,。”
研究人員利用遺傳學結合低溫電子斷層成像獲得了這一感染過程的圖像。低溫電子斷層成像是一個與CT掃描類似的過程,，但其可研究直徑為一根人類頭發(fā)厚度千分之一的物體,。(生物谷Bioon.com)
DOI: 10.1126/science.1231887
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The Bacteriophage T7 Virion Undergoes Extensive Structural Remodeling During Infection
Bo Hu1, William Margolin2, Ian J. Molineux3,*, Jun Liu1,*
Adsorption and genome ejection are fundamental to the bacteriophage life cycle, yet their molecular mechanisms are not well understood. We used cryoelectron tomography to capture T7 virions at successive stages of infection of Escherichia coli minicells at ~4-nm resolution. The six phage tail fibers were folded against the capsid, extending and orienting symmetrically only after productive adsorption to the host cell surface. Receptor binding by the tail triggered conformational changes resulting in the insertion of an extended tail, which functions as the DNA ejection conduit into the cell cytoplasm. After ejection, the extended phage tail collapsed or disassembled, which allowed resealing of the infected cell membrane. These structural studies provide a detailed series of intermediates during phage infection.
