Seneca Valley病毒A颗粒及相关结构状态的冷冻电镜结构

Cryo-EM structure of the Seneca Valley virus A-particle and related structural states.

作者信息Rosheny Kumaran, Nadishka Jayawardena, Kuan-Lin Chen, Alice-Roza Eruera, James Hodgkinson-Bean, Laura N Burga, Matthias Wolf, Mihnea Bostina
PMID40833065
期刊J Virol
发布时间2025-09-23
DOI10.1128/jvi.00744-25

实验完整度

包括冷冻电镜结构解析、热稳定性实验和原子模型构建,涉及多种条件,且有结构、功能和机制验证。

主要模型

塞内卡谷病毒(SVV)颗粒 肿瘤内皮标记物8(TEM8)受体复合物 HIV-1衣壳蛋白?

重点核对

SVV在pH 5和pH 7条件下与TEM8的孵育浓度和比例 冷冻电镜样品制备的浓度、孵育时间和温度 A颗粒和ER颗粒的对称性、分辨率和重建方法

摘要

小核糖核酸病毒的细胞入侵需要一系列衣壳蛋白构象变化,最终导致基因组脱壳。对于肠道病毒,受体结合触发从完整(F)衣壳到改变(A)颗粒的转变,然后释放其基因组,最终转变为空(E)颗粒。相反,非肠道病毒,如口蹄疫病毒属、心病毒属或塞内卡谷病毒,通过将衣壳解离成五聚体来释放基因组。虽然先前推测非肠道病毒存在瞬时A颗粒,但从未通过结构方法直接观察。塞内卡谷病毒(SVV)是一种溶瘤小核糖核酸病毒,通过识别肿瘤内皮标记物8(TEM8)作为宿主受体,选择性靶向癌细胞。SVV在酸性pH下解离成五聚体,表明内体的酸性环境可能导致衣壳解体。我们使用冷冻电镜研究了酸性条件下以及生理pH下与TEM8复合的SVV,鉴定了多个脱壳中间体。这些中间体包括改变颗粒、空旋转(ER)颗粒和一系列排出卷曲基因组的开放颗粒。A颗粒是膨胀的,衣壳蛋白之间的相互作用减少,基因组重排,VP1 N末端、VP2 N末端和VP4分辨率较差。ER颗粒的五聚体旋转,颗粒内接触减少,缺少基因组、VP1和VP2 N末端以及VP4。我们的工作提供了对瞬时SVV结构状态的理解,并支持中间体SVV A颗粒的存在。这些发现可能有助于优化SVV用于溶瘤治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
非肠道病毒塞内卡谷病毒在酸性条件和受体结合下是否存在瞬时的A颗粒和相关的脱壳中间状态?
核心机制
酸性pH和受体结合触发衣壳从完整颗粒到A颗粒再到空旋转颗粒的构象变化,A颗粒膨胀、五聚体间作用减弱,ER颗粒五聚体旋转并脱去基因组,基因组可能通过五聚体解离释放。
主要证据
依据冷冻电镜三维重建和原子模型,观察到A颗粒、ER颗粒和开放颗粒,并通过热稳定性实验和结构比较验证了构象变化。
研究意义
该研究首次直接观察到非肠道病毒的瞬时A颗粒,有助于理解小核糖核酸病毒的脱壳机制,并可能为优化SVV作为溶瘤病毒提供参考。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SVV与TEM8相互作用和酸性处理

探究不同条件下SVV衣壳的结构变化

将纯化的SVV与重组TEM8-Fc以不同比例孵育,或将其置于pH 5的缓冲液中,随后进行冷冻电镜观察。

2

冷冻电镜数据采集和图像处理

获得SVV不同结构状态的三维重建

使用冷冻电镜采集图像,并通过单颗粒分析进行3D重构,分别重建A颗粒、ER颗粒和开放颗粒。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Gibco1851354
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
CsCl纯化缓冲液----
SYPRO橙----
ViiA 7实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
重组人TEM8-FcSino Biological13367-H02H
Quantifoil R2/1网格----
FEI Titan Krios G2FEI--
Falcon 3EC探测器Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SVV与TEM8结合
病毒与受体比例、孵育温度和时间
阅读提示:Materials and Methods中的SVV-TEM8 interaction sample preparation
酸性条件处理
pH值、缓冲液组成、孵育时间和温度
阅读提示:Materials and Methods中的SVV at pH 5 with TEM8 sample preparation
冷冻电镜制样
网格类型、样品浓度、吸干时间、温度、湿度
阅读提示:Materials and Methods中的Cryo-EM sample preparation and data collection
结构重建和模型构建
对称性、颗粒数、分辨率判定标准
阅读提示:Materials and Methods中的Reconstruction部分