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“量子点”技术照亮HIV病毒感染新疗法之路
2023-07-27

利兹大学的一个研究小组第一次观察到“HIV和Ebola病毒是如何粘附细胞传播感染的”。这项发现在Angewandte Chemie期刊上发表。文章第一作者、来自阿斯特伯里中心结构分子生物学的Yuan Guo博士说:“之前病毒粘附细胞的过程对化学家来说仍是一个黑匣子。我们只知道病毒与健康细胞相互作用,但他们结合在一起的方式仍然是一个迷”。

研究人员利用被称为“量子点”纳米数量级大小的晶体(一毫米的百万分之一)称为量子点模拟病毒的形状,扮演病毒替身,揭示它们是如何结合细胞的。量子点是荧光晶体,其发射光颜色取决于晶体大小。这一点是他们作为新一代电视的理想组件的原因之一。它们也成为一种用于生物分子和细胞成像的荧光探针,用于研究病毒传播。

利用荧光量子点,该研究小组可以阐明推动病毒接触细胞的物理作用力,也能揭示病毒是如何结合到细胞的。为了让量子点结合细胞,需要在量子点表面穿上糖衣,这是利兹大学专门为这项研究发明的新技术。

本研究的共同作者、Astbury中心和利兹大学化学系的Bruce Turnbull博士说:“我们通常只听说对糖负面的评价,但其实很多不同种类的糖在人体中起到很重要的作用。我们的细胞表面都包裹了糖,细胞与其他细胞通过蛋白质与这些糖结合来相互通信。不同的血型也是因为在红细胞表面附着的糖种类不同。

病毒也通过与健康细胞表面的蛋白和糖相互作用粘附到细胞上。这种相互作用一般很弱,但给病毒提供“入口”。我们想弄清楚什么因素控制这个结合过程,从而设计出一系列抑制剂靶向特异的病毒结合位点。

这项研究已经揭示出病毒感染的不同方式。两种细胞表面糖蛋白DC-SIGN和DC-SIGNR结合HIV和埃博拉病毒表面的糖从而将病毒带到身体其他部位。另一位共同作者Dejian Zhou来自Astbury中心和利兹大学化学系,他说,这些蛋白就像不同性格的双胞胎兄弟,他们外表几乎一样,但传播不同病毒的效率差别极大,比如HIV和ebola病毒。但现象背后的原因一直是个迷。而我们的研究区分这些蛋白的一种方法我们发现它们结合病毒表面糖的方式有很大差别。它们都通过四个结合位点粘附细胞来加强结合力,结合口袋的方向大不相同。

利兹大学在结构生物学的学科发展中充当了关键角色。1912-13年开发X射线晶体学的诺贝尔奖得主William和Lawrence就来自利兹大学。近一项1700万英镑的投资,资助了一些世界上最好的全球核磁共振和电镜设备,让科学家们保持复杂蛋白质研究的前列。2016年4月11日至12日,学术研讨会将在利兹大学举办,来自世界各地的研究人员将讨论结构分子生物学方面的最新创新、新技术与新应用。

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