近日,《自然》杂志刊发了中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心、生命科学学院刘云涛博士、毕国强教授与合作者的研究论文，该工作利用冷冻电镜首次解析了人类疱疹病毒基因组包装的关键机制以及病毒的DNA基因组结构，有助于预防和控制疱疹病毒引发的多种疾病，并可望改造疱疹病毒用于靶向治疗。
人类I型单纯疱疹病毒（HSV-1）DNA通道蛋白的原子分辨率三维结构
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疱疹病毒是一类在自然界广泛存在的病毒，在感染人体后能够引发多种疾病，包括带状疱疹、出生缺陷、多种免疫系统疾病以及癌症。疱疹病毒包括囊膜、中间体蛋白层、核衣壳和基因组四层结构，其中核衣壳通常被视为一个正二十面体，其上有一个独特的DNA通道，是病毒基因组进出的地方。由于缺乏病毒基因组和衣壳DNA通道的高分辨结构，人们对于病毒粒子的基因组包装过程知之甚少。
在疱疹病毒生命周期中，最关键的过程之一就是将DNA剪切酶“召集”到衣壳独特的DNA通道上，识别、包装和切割双链DNA，最终产生含有基因组的病毒粒子。当病毒基因组在病毒衣壳内装满后，会发出某种信号，从而切除冗余的DNA以完成组装。研究人员建立了一套特殊算法，利用冷冻电镜获得了疱疹病毒衣壳上DNA通道的原子分辨率结构以及大部分基因组的高分辨率三维结构，发现病毒基因组具有左手超螺旋的缠绕方式和一个无序核心，并且揭示了病毒基因组包装信号的传导方式和基因组如何通过衣壳DNA通道。
上图：基于连续局部分类和对称性释放的高分辨冷冻电镜三维重构方法。下图：完整人类单纯疱疹病毒（HSV-1）的DNA通道蛋白和DNA基因组高分辨三维结构。
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