英国利兹大学的科学家们以前所未有的细节揭示了世界上最致命植物病毒家族之一的复杂三维结构。双子座病毒对影响非洲木薯和玉米、印度次大陆棉花和欧洲各地番茄等作物的疾病负有责任。能够看到它的结构是非常重要的，因为它可以帮助病毒学家和分子生物学家更好地了解它的生命周期，并开发新的方法来阻止这些病毒的传播和它们造成的疾病。这些病毒因其奇特的外形而得名。病毒通常有一个保护层的蛋白质或衣壳，在环境中保护它们的遗传物质。在大多数病毒中，这种衣壳大致是球形的，但geminivirus有一种“成对的”衣壳，由两个大致球形的形状融合在一起形成。

图片显示了一种双子座病毒的结构。图片：UniversityofLeeds

尽管这种双生衣壳对全球农业经济构成威胁，但它是如何在细胞中组装或扩增以释放基因组并引发新的感染的分子细节仍然是个谜。该大学的Astbury结构分子生物学研究中心的研究人员使用低温电子显微镜技术研究了在und先例分辨率下的geminivirus结构，并且在这个过程中已经开始解开它的装配机制。发表在《自然通讯》(NatureCommunications)上的这项研究揭示了双子座病毒的衣壳是如何构建的，以及它的单链DNA基因组是如何打包的。在许多其他类型的病毒中，球形衣壳是由一种单一的蛋白质构成的，它采用三种不同的形状，然后结合在一起形成一个封闭的容器，”研究小组的负责人尼尔·兰森教授解释道。“但双子座流星雨不是球形的，所以必须使用不同的规则。

使用低温电子显微镜，我们可以证明他们确实使用了相同蛋白质的三种不同的形状，但使用的是完全不同的规则手册。研究geminvirus的困难之一是它们的数量足够用于结构研究。研究小组研究了一种名为ageratum黄脉病毒的双子座病毒，这种病毒是由诺里奇约翰英尼斯中心(JohnInnesCentre)的研究人员在严格控制的条件下在烟草植株中产生的。JohnInnes中心的团队由KeithSaunders博士和GeorgeLomonossoff教授领导，他们还开发了一种方法，可以在没有感染的情况下将双子座病毒颗粒聚集到植物中。这突出了单链DNA在粒子形成中的作用。经过多年的努力，我们已经了解了双子座病毒引起的疾病，运用现代的遗传方法来产生这些双子座的结构是非常令人满意的。

现在已经能够分析不同的外壳蛋白构象在粒子组装中所起的作用，可以制造出其他病毒和病毒样粒子，否则它们可能无法从自然感染中分离出来。阿斯特伯里中心(AstburyCentre)的博士后研究员艾玛·赫斯基博士(Dr.EmmaHesketh)说：利用下一代低温电子显微镜，我们已经模拟了病毒中大多数原子的位置，他进行了这项工作，以创造出这种结构的图像。这项技术通常被称为分辨率革命，它使我们能够对这些结构有一种迷人而又非常美丽的洞察力。通过使用这些技术来了解这些病毒的结构和生命周期，我们可以进一步了解如何中断生命周期，抑制植物疾病的传播。

博科园-科学科普｜参考期刊文献：NatureCommunications｜来自：利兹大学