引起水痘的病毒的有趣之处在于，没有人确切地知道它或它的许多近亲疱疹病毒是如何侵入并感染细胞的。这是一个小问题:如果没有这些知识，就很难找到更好的方法来治疗和预防水痘，不仅是水痘，还有其他由密切相关的病毒引起的疾病，如巨细胞病毒、eb病毒和带状疱疹——一种与水痘有关的痛苦症状。
透射电镜图像显示水痘带状疱疹病毒。一个先进的版本，低温电子显微镜，可以揭示更多的细节，包括病毒如何感染细胞。(图片来源:斯特凡·奥利弗)
现在，斯坦福大学病毒学家正与斯坦福大学slac低温电子显微镜中心的科学家们合作，对疱疹病毒如何感染细胞进行新的研究。在斯坦福大学Bio-X种子基金的支持下，他们正在拍摄水痘病毒(也称为水痘-带状疱疹病毒)表面蛋白质的一些最详细的图片。Ann Arvin实验室的高级研究科学家、儿科教授、微生物学和免疫学教授斯特凡奥利弗(Stefan Oliver)说，这些图像可能很快就会揭示出阻止疱疹病毒感染的线索。
奥利弗说:“我们正在使用超低温电子显微镜技术来观察更大的图景。”
奥利弗说，这些新图像的关键是一种相对较新的技术，即低温电子显微镜(cryo-EM)。在过去，如果研究人员想要研究病毒如何利用其表面的蛋白质感染细胞，他们首先会产生病毒蛋白质的缩短形式并使其结晶。通过将x射线散射到晶体上，研究小组可以推断出蛋白质的结构，从而得到蛋白质如何工作的信息。
阿尔文说，问题在于，这种晶体形式并不一定具有与蛋白质相同的形状，因为它存在于病毒或在受感染的细胞中。更重要的是，x射线晶体学不能揭示这些蛋白质在进入细胞时的形状如何变化，因为它只能捕获处于一种状态的蛋白质。
阿尔文和奥利弗的合作者华秋(Wah Chiu)说，低温电子显微镜解决了这些问题。华秋是光子科学、生物工程、微生物学和免疫学的教授。通过在零下数百度的温度下快速冷冻病毒，研究人员可以用电子显微镜拍摄病毒及其蛋白质的照片。这是一个数据密集的过程——低温电子显微镜实验室与SLAC的高性能研究计算中心密切合作——但最终的结果是具有原子级细节的图像，这是其他任何方式都不可能实现的。
到目前为止，Oliver, Arvin和Chiu已经开始收集水痘带状疱疹病毒的图像，以及一种帮助病毒进入细胞的蛋白质，糖蛋白B，以及对这种蛋白质的抗体。这些图片揭示了抗体与蛋白质结合的位置，这些信息可以帮助其他研究人员设计分子来干扰感染。邱说，下一步是将病毒与实际细胞一起拍照，这将使研究小组能够看到水痘带状疱疹病毒及其在感染不同阶段的蛋白质。
有了这些信息，阿尔文说，“我们对如何干预感染过程有了更好的想法。“最终，这一知识可能会为无法获得标准疫苗的儿童提供预防水痘的新方法，并为带状疱疹及其后遗症提供更好的治疗。Arvin说，这也为更好地了解其他疱疹病毒感染奠定了基础。
Arvin是斯坦福大学Bio-X, the mother &的成员儿童健康研究所、斯坦福癌症研究所和伍仔神经科学研究所。Chiu是Bio-X, Stanford chemi – h和Wu Tsai神经科学研究所的成员。
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