
为了治疗疾病,研究人员必须了解疾病的产生方式。由弗里德里希·席勒大学耶那分校的克里斯蒂安·埃奇林教授,莱布尼兹光子技术研究所(Leibniz IPHT)和牛津大学领导的欧洲研究小组现在已经使用高分辨率成像使毫秒级的HI病毒可见在活细胞之间扩散,并且为此目的需要哪些分子。使用超高分辨率STED荧光显微镜,研究人员首次直接提供了证据,证明AIDS病原体为复制提供了一定的脂质环境。Eggeling说:“因此,我们创建了一种研究如何防止这种乘法的方法。” 研究小组将结果发表在《科学进展》杂志上 于2019年10月2日。
专注于宿主细胞的质膜
研究人员集中研究了宿主细胞质膜上的闸门,HIV在感染后通过该闸门出现。他们使用蛋白质Gag作为标记,协调了病毒成熟过程。Christian Eggeling解释说:“在这种蛋白质积聚的地方,决定性的过程会导致病毒释放自身并感染其他细胞。”
为了破译这些过程,研究人员检查了病毒颗粒出芽部位的扩散。他们发现只有某些脂质与人免疫缺陷病毒相互作用。尽管原则上已经知道这些脂质,但是研究团队首次能够直接在活细胞和感染的细胞中证明这种相互作用。
防止病毒繁殖的攻击点
Christian Eggeling说:“这为我们提供了抗病毒药物的潜在目标。” “了解HI病毒离开细胞并繁殖所需的分子是研究如何预防这种疾病的关键先决条件。借助我们的技术,我们现在可以直接追踪此事。” Eggeling和他的团队现在想要开发攻击这些分子的抗体,从而抑制病毒的传播。
Eggeling在描述他的研究计划时说:“我们不仅要从医学角度研究这些抗体,而且要找出如何利用它们的生物物理相互作用来增强其功效。” “为此,我们借助诸如扩散的物理参数来分析生物学过程,即细胞与分子的相互作用。” 大约一年前,物理学家从牛津搬到了耶拿。除了在大学担任超分辨率显微学教授职位外,他还领导着莱布尼兹IPHT生物物理成像研究部门。他还领导了MRC人类免疫学部门和牛津大学Weatherall分子医学研究所的Wolfson影像中心的研究小组。
Eggeling将空间超分辨率荧光显微镜技术与能够实时跟踪标记分子运动的方法结合在一起,以了解疾病如何在分子水平上发展。这使他和他的研究人员能够在空间和时间上研究活细胞(例如细胞膜)中的单个分子。“这使我们能够在分子水平上揭示对于以前的研究方法而言太快的细胞机制,并且在太小的空间尺度上运行。”
Eggeling已经在Stefan W. Hell小组的哥廷根马克斯·普朗克生物物理化学研究所研究了新的超分辨率荧光显微技术。Stefan Hell与Eric Betzig和William E. Moerner一起获得2014年诺贝尔化学奖。在耶拿,Eggeling现在与生物学家和医师紧密合作,以探索如何将这些方法用于更早,更准确地检测疾病,并甚至可能阻止他们。
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