3D 立體結構鑑定支氣管炎病毒的核心地帶

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醫療新技術:用 3D 立體結構鑑定支氣管炎病毒的核心地帶
作者:駐法代表處科技組 現職:駐法代表處科技組
文章來源:http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1730.htm
發佈時間:2010.01.28
 
巴斯德研究院(Institut Pasteur)的研究員與國家科學研究中心(CNRS)、國家衛生暨醫學研究院(Inserm)及巴黎十一大學等機構的學者在2009年11月27號出版的《科學(Science)》期刊上發表了一項研究成果,他們使用3D立體結構模式來辨識導致支氣管炎的病毒的核醣核酸(DNA)與蛋白組成。這項技術能讓病毒以複雜多數分裂方式來感染細胞的程序無所遁形。支氣管病毒最容易透過大型流感的方式攻擊三歲以下的孩童,它也可以利用住院的老年患者或免疫力差的病人做為感染原。目前為止並沒有任何的疫苗可以防治支氣管病毒。該病毒的同型病毒則是會侵襲幼犢的呼吸道,造成畜牧業者的重大經濟損失。如今該型病毒複雜的核糖核酸與組成蛋白透過3D影像結構「解碼」後,將有助醫學界研發封阻病毒進行多數分裂的新療法。

綜合型呼吸道病毒(VRS)是70幼童在冬季罹患支氣管炎的主要成因,根據統計,所有患有支氣管炎的小孩都是在三歲以前受到感染,特別是當其所處的環境有出現大型流感時,患病的現象更為普遍。研究人員追蹤了半數因流感而住院的幼童病患中發現,有三分之一都有感染下呼吸道發炎;在成人身上,患者會出現典型的感冒症狀,對於老人或免疫力較差的病患,有些甚至會演變成足以致命的肺炎。也因此,VRS成為公共衛生單位十分棘手的問題。其實早在50多年前科學界便已經著手研發可以抵抗VRS的疫苗,然而一直到今日都功敗垂成;此外,時下治療呼吸道感染的處方效果都十分有限。VRS同型病毒則特別會侵襲牛犢的呼吸道,其嚴重度與人類相同,目前也需要科學界投入大量心力以便研發對抗病毒的新策略。

我們稱VRS為「具有核醣核酸」的病毒,因為它的基因是儲存在單鏈核醣核酸分子內,這與一般生物將基因儲存在雙鏈核醣核酸分子中的方式完全不同。其核醣核酸外層由一層蛋白質包覆著,我們稱作「核蛋白」。當病毒侵入肺臟細胞時,它會將組織細胞占為腹地,以便進行大量多數分裂,製造更多的病毒,這些新生病毒隨後便會感染其他細胞或被傳遞給別的個體。「核蛋白」不僅可以保護病毒的核醣核酸在入侵時免受宿主免疫系統的攻擊,也提供了病毒在進行多數分裂與複製時所需要的?。

為了要分析VRS複雜的蛋白/核醣核酸的主要功能,研究人員首先必須要釐清其組織結構。巴斯德研究院、CNRS、Inserm及巴黎十一大學等研究機構的學者使用了同步加速器用來激發高效能的X射線。這種射線經過高解析度的資訊軟體處理過後可以完整的呈現VRS病毒的複雜結構。透過這樣的觀察,研究員發現「核蛋白」利用一種力臂互相連接成鏈,正如同橄欖球員在防守時所搭起的陣線一般,這樣的蛋白鏈將病毒的核醣核酸層層包圍起來。此外,每一個「核蛋白」都有兩個觸角用來「夾住」核醣核酸,這兩個觸角則由一條如同絞鏈狀的彈性結構分開。參與研究的科學人員因此假設,當病毒在進行多數分裂時,其「核蛋白」的觸角會自動打開以便讓?進入,?因此得以讀取病毒基因序列內的資料。透過這樣的結構組成與機制,病毒的核醣核酸始終都能被完善的保護著。

因此,「核蛋白」在VRS進行多數分裂時所扮演的關鍵角色便成為研究人員研發對抗病毒藥物的主要目標。換言之,如果我們有辦法用分子鎖住「核蛋白」使其無法打開觸角讓?讀取基因序列資料,就可以阻止病度的多數分裂,進而妨礙其以圍城般的方式侵犯呼吸道。這種利用高放射線觀察病毒3D立體結構的方式已經申請獲得專利,同時也讓科學界研發對抗VRS,阻止其進行複製的新型療法,這樣的治療方式同樣也將可以適用在獸醫治療上。


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研究人員
Félix Rey l 01 45 68 87 43 l rey@pasteur.fr
Jean-François Eléouët l 01 34 65 26 04 l jean-francois.eleouet@jouy.inra.fr
媒體
CNRS l Jonathan Rangapanaiken l 01 44 96 51 37 l jonathan.rangapanaiken@cnrs-dir.fr
INRA l Mathilde Maufras l 01 42 75 91 69 l presse@inra.fr
Institut Pasteur l Marion Doucet l 01 45 68 89 28 l marion.doucet@pasteur.fr
Université Paris-Sud 11 I Emmanuelle Louis l 01 69 15 30 72 l emmanuelle.louis@u-psud.fr


資料來源:
La structure tridimensionnelle d''une région clé du virus de la bronchiolite élucidée. Un premier pas dans la mise au point d''une thérapeutique

 

本文取自 國科會

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