病毒如何建立完美对称的保护壳

由加利福尼亚大学河滨分校的物理学家领导的研究表明,病毒是如何形成保护性壳或带帽的基因组的 - 这一过程虽然凌乱而复杂,但始终导致高度对称的Icosahedral结构。

来源:加州大学河滨分校

由加利福尼亚大学河滨分校的物理学家领导的研究表明,病毒在其基因组周围如何形成保护性壳或衣壳,这一过程虽然凌乱而复杂,但始终导致高度对称的Icosahedral结构。

基因组是生物体中的完整遗传物质集。对于大多数生物来说,这是DNA,而在某些病毒中,它是RNA。  基因组提供了生长,功能和繁殖所需的指令。在几何形状中,二十面体是一种固体,具有二十个等边三角形面。许多病毒将其基因组包装在二十面体蛋白壳中,该蛋白质壳在封闭遗传物质方面既具有稳定性和效率。

Roya Zandi(左)和她的前研究生Siyu Li。 (Zandi Lab/ucr)

“到目前为止,大多数研究都集中在更简单的系统上或依靠人工限制,”领导该项目的物理和天文学教授Roya Zandi说。 “我们的研究通过首次模拟较大和生物学相关的衣壳的自发形成,特别是t = 3和t = 4结构,在柔性基因组周围进行自发形成,从而取得了重大飞跃。”

Roya Zandi 物理和天文学

在病毒式衣壳中,t = 3和t = 4是指三角剖分数,该值描述了如何布置蛋白质亚基以构建更大,稳定的二十面体结构。较高的数字对应于更大,更复杂的衣壳。

Zandi和她的同事使用新的模拟框架来捕获关键的生物学因素,例如蛋白质扩散,基因组柔韧性和形状转移行为,以模拟病毒蛋白如何自组装成对称壳。他们在科学进步上发表的发现可以打开针对医疗和生物技术用途设计合成纳米核心的大门。

在科学进展中发表

在以下问答中,Zandi回答了有关研究的一些问题:

Q.哪些机制可以驱动病毒以“凌乱而复杂”的装配途径形成二十面体外壳?