Science技術新突破 觀測病毒內部

生物通報道  自從顯微鏡被發現以來，科學家們一直致力于改進這一技術用于顯示更小的細胞結構以深入了解人類細胞、細菌和病毒的內部機制。如今來自國立衛生研究員(NIH)下屬關節炎、肌肉骨骼肌皮膚疾病國家研究院(NIAMS)的研究人員開發了一種新技術可清楚觀察到病毒內的結構。他們在一期(1月13日)的《科學》(Science)雜志上報道了這一成果。生物通 www.ebiotrade.com
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低溫電子顯微鏡(cryo-EM)技術是一種可幫助科學家們對諸如病毒表面結構一類的極微小顆粒進行成像的先進技術。盡管研究人員曾利用這一技術成功地了解了疫苗的作用機制，然而這一借助輻射的方法還無法實現對病毒內部結構的清晰成像。“由于輻射的劑量較低，所以我們無法看到生物體的內部，”文章的作者、NIAMS結構生物學研究實驗室的Alasdair Steven博士說：“然而高劑量的輻射會對病毒造成損傷，破壞掉我們想要觀察的結構。”生物通 www.ebiotrade.com
通過與馬里蘭大學醫學院Lindsay Black博士的研究小組合作，Steven和他的研究小組成功地攻克了輻射損傷這一難題。病毒作為zui簡單的一種生命體，主要成分包括核酸(DNA或RNA)以及核酸模板編碼的蛋白質。研究人員意識到相比于DNA，病毒中的蛋白質對輻射損傷更為敏感，由此開發了一種差異性成像的新程序。
Steven 說：“我們首先采用低劑量輻射，拍攝下病毒中看不見的內部結構的位置圖像。隨后再采用高劑量輻射，便看到了像氣泡缸樣的內部結構。”盡管這一內部結構遭到了破壞，研究小組利用三維計算機技術對圖像進行了疊加處理，從而清楚地看到了病毒的結構。研究人員將這一技術命名為“bubblegram成像”技術。生物通 www.ebiotrade.com
展望未來，研究小組預期這一“bubblegram成像”技術將獲得廣泛的應用。理念上，這一技術將幫助科學家們更好地了解病毒的內部機制，為開發出新型的治療策略提供更多的機遇。除了研究病毒結構，cryo-EM還可以用于顯示人類細胞中蛋白質與DNA的互作。其中利用這一技術來顯示癌細胞與非癌性細胞之間的差異被認為具有令人興奮的開發利用前景。“這種新型的cryo-EM程序使得從前無法看到的蛋白質能夠被看到，因此將幫助我們獲得對細胞生物學的新理解，”Steven說。