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发布日期:2025年4月05日
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中国科大揭示短尾噬藻体关键侵染元件的原位组装模式

本报讯 中国科大生命科学与医学部周丛照教授课题组利用冷冻电镜单颗粒技术解析特异性侵染模式鱼腥藻的淡水短尾噬藻体A4的完整三维结构,揭示其衣壳的双层加固机制以及衣壳内部关键侵染元件前注射体的原位组装模式,首次阐明病毒基因组在前注射体上的包装模式,相关研究成果于3月31日发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究者利用质谱分析鉴定出噬藻体A4的11种结构蛋白,随后通过冷冻电镜技术解析A4的完整三维结构,发现其衣壳由两类不同折叠类型的装饰蛋白共同加固。其中,主要装饰蛋白gp37以二聚体形式稳定衣壳,而辅助装饰蛋白gp25则以三聚体形式进一步协同加固,形成双层稳定结构(如图所示)。A4衣壳内部的前注射体由四种注射蛋白gp29-gp26通过类似“榫卯结构”的方式组装,由内到外形成三层同轴复合体,最终构成五聚体的前注射体。结构分析首次清晰揭示病毒基因组在前注射体上的包装模式:前注射体外侧环绕着七圈双链DNA(dsDNA),其中第一圈dsDNA紧密结合在前注射体最外层gp27-gp26的碱性沟槽中,揭示病毒基因组包装的起始锚定位点。基于前注射体的原位结构并结合前期研究,作者提出短尾噬藻体可能的基因组包装过程和注射机制。该研究首次阐明短尾噬藻体前注射体的精确组装模式,以及其与基因组包装的协同效应,为理解短尾噬藻体的侵染机制提供结构基础,有助于A4作为底盘噬菌体在合成生物学中的应用。

图 噬藻体A4的完整结构(A-B)及其衣壳内的前注射体结构(C-D)

中国科大周丛照教授、李琼副教授和中国科学院水生所张奇亚教授为该论文的共同通讯作者,中国科大博士研究生侯普和博士后周睿倩为该论文的共同第一作者。

(生命科学与医学部 科研部)