近距离观察艾滋病毒:前所未有的病毒视角揭示了导致艾滋病的基本步骤

科学家们在试管中重现了HIV(人类免疫缺陷病毒)感染的第一步，这种病毒会导致艾滋病(获得性免疫缺陷综合症)，实现了几十年来一直是白日梦的壮举。这样做提供了近距离接触病毒的机会——否则在细胞深处就无法看到病毒——并能够识别艾滋病毒在其人类宿主内复制所需的基本成分。

具体来说，科学家们能够监测病毒因为它复制了自己的基因组，并将其插入到目标DNA中，这反映了宿主体内通常发生的步骤。发表在科学作者说，在10月9日，这些进展产生了对艾滋病毒如何工作的新理解，允许以前所未有的细节探索病毒生命周期的早期阶段。这些知识可能会改善艾滋病的治疗方法，艾滋病是一种终身疾病，只有通过持续的药物治疗方案才能得到控制。

犹他健康大学生物化学杰出教授韦斯利·i·桑德奎斯特博士说:“这告诉我们艾滋病病毒是如何感染的。”他是这项研究的共同资深作者，他的前实习生，欧文·波尼洛斯博士，现在是弗吉尼亚大学的副教授。共同第一作者是Devin Christiansen博士和Barbie Ganser-Pornillos博士。“我们正在了解人类曾经遇到过的最重要的病原体之一的新情况，这很重要。”

尽管艾滋病毒很危险，但它看起来却很简单。这种病毒就像一个圆形的冰淇淋蛋筒，它的外壳将病毒的遗传物质包裹在里面。在此之前，人们一直认为壳的主要作用是保护它珍贵的货物。但桑德奎斯特和Pornillos团队的研究表明，衣壳在感染中也起着积极的作用。

在试管中进行感染的初始步骤使研究小组能够以以前不可能的方式精确地操纵艾滋病毒。他们发现，当他们使用遗传和生化方法使衣壳不稳定时，HIV不能有效地复制其遗传物质。这是第一次直接证明，衣壳不仅仅是作为包装，而是HIV感染过程本身的一个重要组成部分。

如果眼见为实，那么观察HIV分子的活动就证明了这一实验发现是可信的。冷冻电子显微镜和分子建模技术的最新进展使人们能够细致地观察这种病毒——它在130纳米处，比红细胞小60倍左右。利用这些技术，研究小组对240个微小蛋白质“瓦片”中的每一个进行了可视化，这些“瓦片”组合在一起，形成了锥形的外壳。通过近距离观察，科学家们可以看到衣壳在整个复制过程中基本保持完整，这被称为逆转录。

桑德奎斯特说:“这与教科书上的不同。“我们的数据表明，病毒衣壳在支持有效的逆转录方面起着积极和不可或缺的作用。”

Sundquist说，这一发现可能有助于解释为什么吉利德公司开发的一种针对衣壳的艾滋病毒药物是一种有效的病毒抑制剂。Sundquist、Pornillos和其他人先前阐明HIV衣壳结构和功能的工作为该药物的设计提供了依据，该药物在一期临床试验中表现良好。通过试管系统获得的更多见解可以进一步改进药物设计。

显微镜技术的进步，加上顽强的坚持，导致了对艾滋病毒的新看法，35年前首次发现它是艾滋病的病因。经过数年的反复试验，才确定了在一个系统中概括这一过程所需要的最小组件试管在细胞外。Pornillos说，现在简化的系统已经建立并运行，它打开了一扇门，让我们了解一个熟悉的敌人的更多基本真相。

Pornillos说:“对我来说，它既有基础知识方面的知识，也有转化方面的知识，可以帮助我们找到更好的方法来阻止艾滋病毒。”“这就是为什么它是伟大的研究。”

这项研究由犹他大学的Sundquist、Pornillos、Christensen、Ganser-Pornillos和Jarrod Johnson发表，并发表在《HIV-1的重建和可视化》上衣壳依赖于体内的复制和整合。”