《Science》將細菌蛋白轉為病毒「衣殼」 望揭新冠病毒演化機制、發展基因治療載體

2021/06/11
《Science》將細菌蛋白轉為病毒「衣殼」 望揭新冠病毒演化機制、發展基因治療載體
美國時間11日,一組由英國與瑞士科學家組成的團隊,成功改造一項細菌中天然存在的蛋白質,使其演化為類似病毒用來包覆其遺傳物質的「衣殼」(capsid)構造。該研究不但揭示了包括新冠病毒在內,許多病毒的部

美國時間11日,一組由英國與瑞士科學家組成的團隊,成功改造一項細菌中天然存在的蛋白質,使其演化為類似病毒用來包覆其遺傳物質的「衣殼」(capsid)構造。該研究不但揭示了包括新冠病毒在內,許多病毒的部分演化過程,也有望打造出基因治療中可使用的新載體。研究論文發表於頂尖期刊《Science》。

研究團隊將一種對RNADNA等核酸缺乏親和力的細菌酶,成功轉化為人造、能選擇性包裝並保護其所複製RNA的衣殼構造。

這項改造技術,包括透過不穩定的氨基酸取代(substitution)和結構域交換(domain swap),來製造出低聚物(oligomerization)的表面結構,該結構也是組成這項「容器」的基本單元,最終由240個單元組合為人造衣殼。

除了從蛋白質著手改造外,研究團隊也發現,在這項演化的後期階段,衣殼包覆遺傳物質的效率會增加。他們進而證明,這是由於RNA結構發生演化上的改變而導致,而這項機制也出現在包括新冠病毒等天然病毒,用於調節病毒組裝的過程中。

(編按:病毒感染宿主後,通常會在宿主體內複製遺傳物質,透過這些RNADNA,可產生病毒組裝所需的材料,並逐步組裝為成熟的新病毒顆粒。)

此項研究橫跨了數學與生物專業,研究團隊由約克大學(University of York)、里茲大學(University of Leeds)和蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)組成。

里茲大學結構生物學教授Peter Stockley表示,他們的研究顯示,按照演化步驟,可讓類病毒顆粒比起原始的RNA,包裝更大量的RNA;此過程因此揭露了病毒在演化過程中可能發生的事。

此外,這些由蛋白質構成的「容器」,也有望成為基因治療使用的新載體。

參考資料:

1.論文原文:https://science.sciencemag.org/content/372/6547/1220

2.https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/uoy-sut061021.php

(編譯/巫芝岳)