曉查發(fā)自凹非寺
　　量子位報道公眾號QbitAI

　　新型冠狀病毒牽動所有人的心，國內(nèi)外的科學(xué)家們正在想一切辦法了解這種病毒。

　　其實豈止冠狀病毒，發(fā)現(xiàn)病毒的一百多年來，科學(xué)家們一直想搞清楚病毒是如何攻占細(xì)胞的。

　　最近，來自中國農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所的研究者們提出了一種新的觀察方法，可以準(zhǔn)確地追蹤病毒感染細(xì)胞的路徑，并用拍攝短片的方式記錄下全過程，結(jié)果清晰明了。

　　他們用一種叫做量子點(diǎn)（QD）的發(fā)光物質(zhì)標(biāo)記了偽狂犬病毒（PRV）的 DNA，然后用激光激發(fā)量子點(diǎn)讓病毒發(fā)光，從而記錄下了病毒入侵細(xì)胞的全過程。

　　這篇文章已經(jīng)發(fā)表在一月的Nano Letters期刊上。

　　把發(fā)光點(diǎn)放在病毒里

　　讓病毒發(fā)光來追蹤軌跡的方法，科學(xué)家們過去不是沒想過。

　　之前科學(xué)家們已經(jīng)開始用熒光蛋白來標(biāo)記病毒。但是熒光蛋白分子是附著在病毒的蛋白質(zhì)外殼表面。

　　我們知道，病毒通常是由內(nèi)部的遺傳物質(zhì)（DNA 或 RNA）與蛋白質(zhì)外殼組成，病毒直到侵入細(xì)胞核才會徹底脫去外殼。

　　因此，在蛋白質(zhì)外殼上附著熒光物質(zhì)，會影響病毒的正常活動，甚至?xí)柚共《具M(jìn)入細(xì)胞。

　　最好的辦法就是把發(fā)光物質(zhì)放在病毒里面，這樣不會影響到病毒蛋白質(zhì)外殼。科學(xué)家們想到了把量子點(diǎn)附著在病毒的 DNA 上。

　　實驗過程

　　研究人員先將一些單鏈 DNA 附著到量子點(diǎn)上，再用 CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)，將一小段 DNA 附加到到病毒基因末端。

　　量子點(diǎn)上的 DNA 片段與病毒基因末端附加的 DNA 片段互補(bǔ)。

　　然后，研究人員將帶有 DNA 片段的量子點(diǎn)和編輯過的病毒一起放入細(xì)胞中。病毒的 DNA 在細(xì)胞里復(fù)制，由于兩種 DNA 互補(bǔ)，可以形成堿基對。

　　就這樣，病毒 DNA 在復(fù)制過程中就把量子點(diǎn)捎帶上了，等病毒裝配好蛋白質(zhì)外殼，量子點(diǎn)已經(jīng)被包裹在里面。

　　當(dāng)這些被標(biāo)記的病毒再感染其他細(xì)胞時，研究人員就用激光照射病毒，病毒內(nèi)攜帶的量子點(diǎn)便會發(fā)光，讓我們看清病毒感染細(xì)胞的全過程。

　　研究人員通過這種方式，記錄了病毒與細(xì)胞膜、微管、溶酶體、細(xì)胞核結(jié)合的畫面，觀察了病毒入侵 Vero 細(xì)胞和 HeLa 細(xì)胞的過程：

　　在 Vero 細(xì)胞中，PRV 病毒粒子通過膜融合的方式進(jìn)入，病毒衣殼沿細(xì)胞微管轉(zhuǎn)移，最終 DNA 被導(dǎo)入細(xì)胞核。

　　而在 HeLa 細(xì)胞中，PRV 病毒粒子的進(jìn)入方式是由突刺與細(xì)胞膜融合而形成大顆粒，然后，大顆粒將病毒傳送至溶酶體，外殼上的突刺通過溶酶體分泌的物質(zhì)分解，最后 DNA 被導(dǎo)入細(xì)胞核。

　　對 RNA 病毒無效

　　量子點(diǎn)過去被廣泛用在顯示器件上，我們熟知的量子點(diǎn)電視使用的就是這種技術(shù)。

　　相比熒光蛋白，量子點(diǎn)不會失去其熒光特性，而且量子點(diǎn)的光譜帶寬很窄，用不同顏色標(biāo)記不同物質(zhì)的時候，不會相互干擾。

　　但是量子點(diǎn)的體積仍然比較大，用量子點(diǎn)標(biāo)記的方法只能用在像 PRV 這樣較大的病毒中。實驗中用到的 PRV 基因大小是冠狀病毒的六倍。

　　而且，這項技術(shù)需要量子點(diǎn)上的 DNA 與病毒 DNA 配對，這就意味著，單鏈 RNA 病毒是無法用這種方法標(biāo)記的。許多病毒，像冠狀病毒和艾滋病病毒，都是 RNA 病毒。

　　所以很遺憾，很激動人心的思路，但這次對于新冠肺炎病毒，還用不上。

　　不過雖然這項技術(shù)目前還有一定的局限性，但這篇文章提出的新方法無疑為我們提供了一種新的思路。

　　或許也能有其他研究者受此啟發(fā)。

　　參考鏈接：

　　https://arstechnica.com/science/2020/02/internally-glowing-virus-reveals-its-path-to-cellular-destruction/

　　論文地址：

　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b05103

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的拍下病毒入侵细胞全过程，中国农科院提出用量子发光点标记病毒DNA的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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