近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，包括HIV、Ebola在內(nèi)的許多病毒，都會利用細(xì)胞的蛋白復(fù)合體 ESCRT （Endosomal Sorting Complexes Required for Transport）為自己打開出口，以便從受感染細(xì)胞釋放出去。

    日前，美國印第安納大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)，感染古生菌 Sulfolobus solfataricus 的病毒也采用了同樣的策略，這說明挾持 ESCRT 是一個古老而保守的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)令科學(xué)家們非常驚訝，因為包括植物和動物在內(nèi)的真核生物，與古生菌差異非常大，古生菌細(xì)胞中甚至還沒有明確的核結(jié)構(gòu)。

    Sulfolobus solfataricus 是一種存在于火山泉中的嗜熱菌，能夠在極端環(huán)境下（高溫）生存。研究人員對感染該古生菌的病毒 STIV 進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn) STIV 與許多感染人類的病毒一樣，都依賴宿主的 ESCRT 復(fù)合體來完成自己的生活周期。

    研究人員通過被稱為雙雜交篩選的分子生物學(xué)技術(shù)，解析 STIV 和 ESCRT 蛋白之間的相互作用。這一技術(shù)可以檢測蛋白之間，或者蛋白與DNA之間的結(jié)合情況。研究顯示， STIV 病毒的主要衣殼蛋白B345與 ESCRT 復(fù)合體中的 SSO0619 相互作用，而病毒蛋白 C92 與 ESCRT 復(fù)合體中的 SSO0910 存在相互作用。

    隨后，研究人員分別通過熒光顯微技術(shù)（epiflouresence microscopy）和透射電鏡，在被 STIV 感染的細(xì)胞中，定位 ESCRT 復(fù)合體的各組分。研究顯示，在被感染的 S. solfataricus 細(xì)胞中，出現(xiàn)了 ESCRT 復(fù)合體的 Vps4 蛋白，而該蛋白不存在于未被感染的細(xì)胞。研究人員指出，當(dāng)病毒蛋白 C92 表達(dá)并使細(xì)胞瓦解時，細(xì)胞膜中會形成金字塔結(jié)構(gòu)，而 Vps4 就位于這一結(jié)構(gòu)之中。若 C92 受到抑制， Vps4 就不會出現(xiàn)。

    研究人員總結(jié)道，在嗜熱菌 S. solfataricus 受到感染時， Vps4 被招募到病毒的出芽位點。值得注意的是，有研究表明，當(dāng)HIV感染人體時，真核 ESCRT 復(fù)合體中的 Vps4 蛋白也出現(xiàn)在病毒的出芽位點上。

    研究人員表示，在 STIV 感染過程中， ESCRT 具有雙重功能。第一，通過病毒B345蛋白和宿主SSO0619蛋白的相互作用， ESCRT 幫助構(gòu)建 STIV 的病毒顆粒；第二， C92 所形成的金字塔結(jié)構(gòu)與 ESCRT 的 Vps4 蛋白有關(guān)，說明在病毒瓦解細(xì)胞的過程中 ESCRT 具有至關(guān)重要的作用。

    在植物和動物中， ESCRT 復(fù)合體對于細(xì)胞分裂非常關(guān)鍵。有研究顯示， ESCRT 復(fù)合體在古生菌中也扮演著類似的角色。而在這兩種截然不同的體系中， ESCRT 復(fù)合體都被病毒所利用。

    研究人員指出，病毒挾持 ESCRT 的機(jī)制相當(dāng)古老，早在古生菌和真核生物分支前就已演化形成。

    這項刊登在《PNAS》上的研究可以幫助科研人員進(jìn)一步了解，宿主和病毒互作的演化。更重要的是，這項研究展示了一個簡單的新模式系統(tǒng)，有助于深入研究病毒劫持細(xì)胞的機(jī)制。