新南威尔士大学医学研究员David Jacques博士研究小组发现了人类免疫缺陷病毒(HIV)是如何破坏细胞核而引起感染的，这一发现的意义超出了HIV生物学的范畴。

为了感染细胞，艾滋病毒必须进入目标细胞，并进入细胞中心的细胞核，在那里，它的遗传密码可以产生足够的拷贝来感染其他细胞。

为了安全地完成这一任务，病毒建立了一个保护性的蛋白质外壳——衣壳，来保护自己免受宿主的免疫防御系统的破坏。到目前为止，整个衣壳是如何穿过嵌入核膜的孔进入细胞核的，这仍然是一个谜。

发表在《自然》杂志上的这项研究揭示了HIV衣壳是如何进入核孔屏障通道的。

受限制的通道

Jacques博士说:“核孔复合物是由蛋白质组合而成的。当小分子通过核孔复合物进出细胞核时，大体积货物的运输受到限制。较大的蛋白质需要与核转运蛋白(伴侣蛋白)结合，后者携带它们通过多层分子门。”

Jacques博士的研究小组发现，尽管HIV衣壳比穿过屏障层的分子大1000倍，但它可以在没有伴侣的情况下进入核运输通道。

伴侣蛋白——也被称为“karyopherins”，与核孔复合物中间的蛋白质结合，使它们能够携带有效载荷进入分子门的每一个连续层。没有伴侣的大体积结构被排除在这个入口之外，因为它们无法与核孔中的看门蛋白连接。

“秘密握手”

然而，HIV衣壳已经进化到与屏障蛋白以与宿主伴侣蛋白相同的方式相互作用。

“该领域的一个理论是，艾滋病毒劫持宿主伴侣进入细胞核。但我们的研究结果表明，艾滋病毒不需要伴侣，因为它是自己的伴侣。这就好像病毒衣壳已经学会了秘密握手，通过模仿伴侣来进入限制区域。”

“人们对衣壳如何通过选择屏障做出了假设。我们的工作确实开始直接解决这个问题，对我来说这很令人兴奋，”该研究的第一作者之一Claire Dickson博士说。

这一发现是由该团队先前开发的单分子方法实现的，该方法使他们能够系统地筛选核孔复合物的蛋白质，以识别那些与完整的HIV衣壳相互作用的蛋白质。

Jacques说:“我们能够完成这个项目的唯一方法是利用新南威尔士大学的马克·温赖特分析中心，以及他们为我们所需的不同技术和方法带来的专业知识，包括蛋白质生产、结构生物学、超分辨率成像和电子显微镜。”

更广泛的影响

作者认为，在这项研究中获得的关于宿主-病原体相互作用的分子理解，不仅揭示了艾滋病毒生命周期的细节。这种机械知识也可以用于其他应用，包括基因治疗。

“艾滋病毒是研究最多的病原体之一，但我们仍然有很多东西可以从中学习。艾滋病有一些特别之处：它可以穿透细胞核而不破坏细胞核，也不需要像其他病毒一样等待细胞分裂。我们的观察给了我们启示，使我们能够思考如何将货物运送到细胞核中，”Jacques博士说。

（生物通）