乌梅奥大学研究人员利用先进电子显微成像技术,展示蜱传播病毒在感染后如何重塑人体细胞内部结构,将细胞转变为有利于病毒复制与装配的“病毒工厂”。研究团队表示,这些观察为理解病毒复制与成熟机制提供了新的细节线索,相关成果已发表在《自然通讯》(Nature Communications)。

该研究负责人、乌梅奥大学医学生物化学与生物物理系教授Lars-Anders Carlson称,团队在首次获得细胞内部的三维图像时,意识到这种方法能够带来大量关于病毒复制过程的新信息。

蜱传脑炎(TBE)被认为是欧洲传播的危险病毒性疾病之一。感染蜱叮咬可将TBE病毒传播给人类,并可能引发严重脑部炎症。研究团队指出,由于TBE病毒风险较高,研究无法在电子显微镜下直接对其开展实验,因此选用与其密切相关、在细胞内行为几乎相同但对人类危险性更低的Langat病毒作为替代模型;两者同属黄病毒属。

研究采用冷冻电子断层扫描(cryo-electron tomography)技术,对快速冷冻并保持接近生命状态的感染细胞进行成像,从而构建细胞内部的高分辨率三维结构图。研究人员据此观察到,病毒会在细胞内重塑特定结构,形成可“隐藏”病毒基因并进行大规模复制的环境。

研究还显示,新病毒颗粒会在上述“基因工厂”附近产生,并经历从“未成熟”到成熟的形态转变,随后从细胞中释放。
此外,团队比较了两种不同的病毒变体,发现极小的遗传差异会带来成熟速度的差别。乌梅奥大学医学生物化学与生物物理系博士后研究员Bina Singh表示,研究人员得以直接观察到单个基因的微小变化如何导致病毒以不同速度成熟。
研究团队同时强调,实现上述精细观察不仅依赖显微技术本身,也需要长期资源投入、专业能力积累以及多名技术人员的协作。Carlson提到,乌梅奥微生物研究中心的“卓越选择”博士后项目支持团队招募两位国际研究人员张建国与Erin Schexnaydre。
在Carlson与Anna Överby团队的工作框架下,并与乌梅奥电子显微中心(UCEM)紧密合作,张建国与Erin Schexnaydre开发了用于感染细胞及小鼠脑组织中蜱传播病毒的冷冻电子断层扫描新方法。研究的完成也得益于与挪威及美国研究人员的进一步合作。
