德拉华大学研究发现,整合酶在HIV内部形成细丝,将RNA基因组锚定在壳体上。这一结构角色对病毒感染至关重要,为新药研发提供了新靶点。

保护艾滋病毒的微小外壳看起来像个圆润的冰淇淋蛋筒,但这外壳下隐藏着致命的威胁。目前全球有超过4000万人携带艾滋病毒,在感染的急性阶段,单个受感染的人体细胞就能产生多达10000个新的病毒颗粒。由于病毒在不断突变,科学界必须持续开发新的治疗手段。

2026年2月18日,德拉华大学化学与生物化学系的Juan R. Perilla教授及其团队在《Nature》上发表了一项出人意料的研究成果。他们发现,一种名为整合酶的病毒蛋白扮演着此前从未被发现的结构性角色。在此之前,科学家们只知道整合酶是负责把病毒基因嵌入人类DNA的“搬运工”,但这项研究首次直接证明,它在病毒成熟并转化为感染力量的早期阶段起到了关键的加固作用。

通过高分辨率的冷冻电镜技术,研究团队在病毒壳体内部发现了一种类似胶水的细丝结构。整合酶形成的这些细丝像拉链一样,一端精准地嵌入壳体内壁的六边形瓦片中,另一端则紧紧抓住病毒的RNA基因组。Perilla教授解释说,这种安排有效地组织并打包了病毒的遗传物质。如果没有这些起到锚定作用的细丝,病毒将失去感染力。

看清病毒内部的构造绝非易事。艾滋病毒的壳体宽度只有约120纳米,仅相当于人类头发厚度的1/800。为了捕捉原子级的细节,冷冻电镜实验是在弗朗西斯·克里克研究所地下20米深的实验室中完成的,那里可以屏蔽震动和磁场干扰。样品在毫秒内被冻结,保持着比外层空间还要寒冷的超低温。

研究团队利用高性能计算将数百万张2维图像合成3维模型,随后通过分子建模还原了原子间的化学细节。他们还使用了一种名为ALLINIs的特殊抑制剂进行实验,发现这种药物可以干扰整合酶的组装。

尽管目前已经有许多有效的艾滋病治疗方案,但患者始终需要新一代的药物。Perilla教授指出,目前美国食品药品管理局(FDA)批准的药物中,没有一种是针对整合酶的这一结构性功能设计的。这一新发现为药物开发开辟了极具前景的新疆界。

本文译自 phys.org,由 BALI 编辑发布。