中国科研人员用冷冻电镜重构复杂疱疹病毒

新华社华盛顿4月7日电(记者周舟)一个中国科研小组最近利用冷冻电子显微镜技术，在原子水平上重建了一种结构和功能极其复杂的疱疹病毒核衣壳，为后续研究病毒核衣壳在神经细胞中的转运提供了“精细”的结构基础。

这项发表在最新一期美国科学杂志上的研究解释了“单纯疱疹病毒-2”核衣壳的早期组装机制，这种机制会导致生殖器疱疹。

疱疹病毒的直径约为150纳米至200纳米。保护病毒基因的核衣壳含有大约4000种蛋白质成分。它体积大，结构复杂，在结构上有一定的“灵活性”。在净化过程中容易引起颗粒的局部小变形。

冷冻电子显微镜可以高分辨率测量生物分子结构。然而，当测量尺寸大于120纳米的生物分子结构时，通过电子穿透样品产生的信噪比低，并且颗粒局部散焦量存在显著差异，这使得分辨率难以超过3.9埃(1埃等于1/10纳米)。

通信作者、中国科学院生物物理研究所研究员王祥喜表示，他们修正了造成散焦量差异的物理效应，并将单个“单纯疱疹病毒-2”粒子分成240个亚单位，进行了分类和单个粒子重建，从而将冷冻电子显微镜技术的分辨率提高到3.1埃。

观察表明，该病毒核衣壳的主要蛋白质成分VP5分为四个构象，并存在显著差异。这四种构象相互作用，形成一个复杂的结构网络。王祥喜说，这些差异揭示了核衣壳具有良好稳定性的原因。

基于这一观察，研究人员提出了一个简单疱疹病毒-2核衣壳有序组装的结构模型。

王祥喜说，分辨率的显著提高标志着冷冻电子显微镜的新时代，为超大型病毒和亚细胞水平的超大型复合体的近原子分辨率重建带来了希望。