温度升高引发病毒感染研究绘制了原子水平上发生的情况

隆德大学的研究人员与美国NIST同步加速器设施的同事一起，在原子水平上绘制了温度升高时病毒颗粒中发生的情况。领导这项研究的隆德大学研究员AlexEvilevitch表示：“当温度升高时，病毒的遗传物质会改变其形式和密度，变得更像液体，从而导致其快速注入细胞中。”

病毒缺乏自身的新陈代谢和独立复制的能力;它们完全依赖宿主细胞来繁殖。相反，病毒劫持受感染细胞的内部机制来产生新的病毒颗粒，然后释放并传播以感染其他细胞。

在大多数情况下，病毒的遗传物质DNA被包裹在称为衣壳的保护性蛋白质外壳内。隆德大学的一个研究小组正在努力了解病毒将其遗传物质从衣壳喷射到细胞中的过程，以及导致病毒DNA释放的原因。这一切都始于2014年发表的一项研究，隆德大学的研究人员观察到，当暴露在37摄氏度左右的感染温度下时，病毒的遗传物质似乎会突然发生变化。

“我们提高温度越高，病毒的DNA就变得越硬。然后突然，在感染温度下，发生了一些事情。就好像病毒颗粒中没有留下任何DNA——僵硬消失了，”AlexEvilevitch说，隆德大学细胞生物学教授。

周围温度的变化会影响病毒DNA的传播吗?这项研究引起了研究界的极大关注，但详细说明所发生的情况是一项挑战且耗时。作为一个实验模型，研究人员研究了将噬菌体病毒(攻击细菌的病毒)暴露于温度升高时会发生什么。

“观察病毒颗粒中DNA的外观并不是一蹴而就的事情。它们的遗传物质非常脆弱，难以成像，而且噬菌体病毒非常小，大约比细菌细胞小十倍。但是...我们最终能够使用中子光对噬菌体病毒DNA的结构及其衣壳内的密度进行成像，并观察它们在不同温度下如何变化，”Evilevitch解释道。

在当前的研究中，研究人员证明，当衣壳打开、“DNA爆发”并进入细胞时，环境温度起着至关重要的作用。细胞被感染，使得噬菌体病毒颗粒可以分裂并扩散到相邻的细菌细胞。

Evilevitch评论道：“我们还观察到DNA结构的变化与病毒感染宿主细胞的效率直接相关。”

研究人员对更多地了解病毒衣壳和DNA工作原理的兴趣部分是为了了解DNA和RNA是如何被包装成如此小得令人难以置信的体积，以及它们如何在感染过程中如此快速地注入细胞中。

“这使我们能够更好地了解DNA离开病毒并进入细胞的速度，并且可能与如何打开和关闭病毒相关——这是开发新抗病毒药物的基本原理。它也可能具有重要意义。如何包装核酸用于基因治疗目的，”Evilevitch说。

那么，这项研究是否可以解释为体温升高会增加感染传播的风险?

“结果表明了这个方向。当体温升高到37度时，病毒遗传物质的结构及其机械特性已经发生变化。我们还发现温度升高会影响病毒传播的速度。但是，到目前为止，我们仅在我们实验室的细胞培养中证明了这一点，需要进行未来的研究，并考虑到影响感染过程的其他因素，例如免疫反应，”Evilevitch说。