研究人员发现一个病毒在装配时将DNA组装进头部的“分子马达”原子结构。DNA的组装是病毒繁殖和感染新宿主的重要一步。
美国普渡大学和天主教大学的研究人员还提出了一个马达工作时的机理。马达的一部分像汽车引擎的活塞一样运动，逐渐将
遗传物质拖进病毒的头部，或称壳体，普渡大学著名生物学教授迈克尔•罗斯曼说。
噬菌体T4病毒在将DNA插进壳体时需要马达的帮助。其它病毒也存在这种马达，包括人类疱疹病毒。“双螺旋DNA病毒的分子马达过去从没有显示的如此清楚。”罗斯曼实验室的孙夕阳说。
详细内容发表在12月24日网络版的《细胞》杂志上。
“这一研究让我们从原子水平上看到了病毒装配马达的内部工作方式。”研究者说。“马达的速度非常快，也非常有力。”其他研究人员发现，T4 病毒的马达非常强大，其动力是汽车引擎的2倍，是肌肉肌球蛋白的20倍。
病毒由头尾两部分组成。封装DNA的马达位于与头部连接的尾部。在完成封装后，大部分马达会减少，使得尾部附着到壳体上。DNA是病毒特性的完整档案，体壳保护档案免遭损害，并确保病毒感染宿主后能够繁殖。
研究人员发现，封装马达是由两个环状结构组成，这两个圆盘结构含有5个由蛋白gp17组成的片断。研究人员用X射线晶体学方法发现了这些蛋白片断的原子结构。他们还通过冷冻电子显微镜观察了马达环状结构的更详细情况。
一个圆盘位于另一个圆盘的上面，上部圆盘的每个蛋白片断与下面圆盘的相应片断分享同一个gp17。一个gp17有两个片断，一个在底部圆盘，另一个在上面的圆盘。底部圆盘首先附着DNA ，然后由上面圆盘将它拉到上面，再将DNA推进体壳。马达的顶部圆盘向上拉底部圆盘是通过带相反电荷的静电推动的，罗斯曼说。“这一发现说明了马达与DNA之间的关系。”
研究数据还显示，马达是以两种状态存在的动力：松弛和收缩。当顶部圆盘吸引下面圆盘时就处于收缩状态。
天主教大学的研究人员提供了gp17和其他一些成分，普渡大学的研究人员研究了这些成分的结构。“通过把这些结构数据和生化数据归总，我们就可以推测马达是如何工作的。”罗斯曼说。
由于疱疹病毒和其他一些病毒含有相似的DNA封装马达，这一发现将帮助科学家设计干扰这些马达的药物，以治疗一些病毒感染。这一发现还有其他应用前景，如开发当前抗体的替代品；建立新的用于基因治疗的遗传物质传递方法。“这只是非常基础的研究，距实际应用还相差很远。”罗斯曼说。
作者：
2009-1-2