神秘且具有高度感染力的朊病毒,,導(dǎo)致腦部受到嚴(yán)重破壞的瘋牛病和幾種人類腦部退化疾病,可能在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)小小的三維結(jié)構(gòu)改變而使其變得無(wú)害,。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將開(kāi)啟新方向,,幫助研究人員學(xué)習(xí)目前難以處理的朊病毒疾病。研究結(jié)果刊載于本周的Nature中,,是由Salk研究所的科學(xué)家Roland Riek和同事,,與法國(guó)和瑞士的研究人員合作的研究結(jié)過(guò)。
Riek和他的同事利用真菌作為朊病毒的模型系統(tǒng),,因?yàn)槔谜婢热祟惡推渌溉閯?dòng)物更容易分離出朊病毒,。
這是一個(gè)新的朊病毒研究系統(tǒng),有助于了解感染結(jié)構(gòu)的組成,,研究人員發(fā)現(xiàn)如果修改它的形狀,,將更容易破壞朊病毒,現(xiàn)在研究人員需要研究這種情況是否也適用于哺乳動(dòng)物的朊病毒,。
在之前的研究中,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)具有感染能力的朊病毒蛋白結(jié)構(gòu)具有一個(gè)三維折迭的形狀,在這項(xiàng)研究中,,研究人員發(fā)現(xiàn)形成這個(gè)重要區(qū)域與一個(gè)平坦的beta.-板狀結(jié)構(gòu)有關(guān),。
科學(xué)家創(chuàng)造各種不同版本的朊病毒以確定beta.-板狀結(jié)構(gòu)是否是朊病毒具有感染性所必須的。他們更發(fā)現(xiàn)破壞beta.-板狀結(jié)構(gòu)的形狀使朊病毒變得無(wú)害,。
朊病毒能導(dǎo)致嚴(yán)重性的大腦破壞,,如瘋牛病和幾種人類大腦退行性疾病。現(xiàn)在,,研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)通過(guò)輕微改變這種蛋白的三維構(gòu)型或朊病毒蛋白的結(jié)構(gòu)就能使它們變得無(wú)毒。這些發(fā)現(xiàn)為研究目前尚無(wú)法醫(yī)治的朊病毒疾病開(kāi)辟了新的研究方向,。這項(xiàng)研究的結(jié)果公布在6月9日的《自然》雜志上,。
由于真菌的朊病毒比人類和其他哺乳動(dòng)物的朊病毒更容易分離和操作,因此Salk研究所的Roland Riek和同事將一種真菌作為一個(gè)模型系統(tǒng),。
研究發(fā)現(xiàn)一種特殊的朊病毒蛋白構(gòu)象是感染性實(shí)體,,而且研究人員還能夠通過(guò)改變它的形狀很容易就摧毀它的感染性。
自然狀態(tài)下,,朊病毒蛋白以兩種形式存在:一種是普通的非感染性形狀,;另一種就是出現(xiàn)在瘋牛病等疾病中的異常結(jié)構(gòu)。大多數(shù)朊病毒感染從正常的形狀開(kāi)始:不知因何原因,,這種正常的結(jié)構(gòu)自發(fā)地變成了能夠殺死腦細(xì)胞的感染形式,。這種感染通過(guò)一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)散。
先前的研究表明一個(gè)朊蛋白從正常形式轉(zhuǎn)變成感染形式與它的三維折疊形狀有關(guān),。通過(guò)確定出造成一種真菌朊病毒感染的朊蛋白的一個(gè)部分,,Riek和同事發(fā)現(xiàn)這個(gè)關(guān)鍵的區(qū)域形成了一個(gè)平面結(jié)構(gòu)——一種β折疊(beta-sheet),。
利用一種叫做點(diǎn)突變的基因工程技術(shù),研究人員創(chuàng)造出了不同版本的朊病毒用以確定這種平面形狀本身是否是朊蛋白變成感染源所必須的,。Salk研究組發(fā)現(xiàn)破壞這種β折疊結(jié)構(gòu)能夠使朊病毒變得沒(méi)有毒性,。