摘要：
这个实验的目的是研究病毒的蛋白质外壳(衣壳)在准备将其遗传物质注入细胞时是如何变化的。这些改变的病毒粒子被称为粒子或病毒进入中间体。
在之前的实验中，病毒接触高温或蛋白质会导致整个衣壳的形状发生变化。这些是最接近当时入侵病毒入侵的细胞的可观察模拟。
“使用这些实验室技术，我的实验室和其他研究人员可以创建修改后的病毒粒子的高分辨率结构，但所有这些技术都从各个方向触发衣壳，”宾夕法尼亚州立大学医学院微生物和免疫学系医学和医学助理教授Susan Hafenstein说。哈芬斯坦假设，在更真实的模拟中，只有一些与细胞受体相互作用的病毒会改变形状。
在新的实验中，Hafenstein和她的合作者使用一种叫做纳米盘的模拟膜来模拟细胞的表面。他们首次将人类细胞受体(使外部信号进入细胞的蛋白质分子)插入纳米盘中，这是首次捕获病毒衣壳。研究结果发表在最新一期的《科学进展》杂志上。
哈芬斯坦解释说：“这种特殊的受体有一条长长的尾巴，它被埋在细胞膜里。”“在我们的实验中，它将尾巴埋在纳米盘中，这为我们提供了一个模拟膜，显示了与病毒结合的适当受体。”然后，研究人员将病毒衣壳添加到受体膜上，并使用一种称为冷冻电子显微镜的成像技术观察衣壳的最终变化。
当他们拍摄的数千张2D图像被重新组装成3D衣壳(就像CAT扫描一样)时，他们发现之前观察到的形状变化只发生在受体与病毒结合的病灶处。
哈芬斯坦说：“我们的工作表明，只有在与宿主细胞相互作用的点上才会打开一个洞。”“这就是为什么衣壳会将遗传物质释放到细胞中。我们相信我们已经捕获了准备进入宿主的第一个生理学上准确的病毒衣壳。我们之前研究的所有病毒都显示，衣壳到处都发生了变化，但现在我们知道，病毒做出的变化只发生在宿主膜旁边的一个点上。”
冷冻电子显微镜的最新发展——直接电子检测——使观察成为可能。哈芬斯坦说：“这种拍摄图像的方式使我们能够拍摄非常快速的图像，然后将其修正为完美的数据。”"现在我们可以用cryoEM获得原子分辨率."
研究人员在实验中使用了一种名为柯萨奇病毒B3(CVB3)的病毒。CVB3是一种小RNA病毒，它是一个快速突变的小RNA病毒家族，可导致从普通感冒到胰腺炎到脊髓灰质炎的疾病。RNA病毒(包括HIV)每次复制都会发生变化。这些高度变异的病毒可以逃避抗病毒药物。
哈芬斯坦说，最终目标是了解病毒生命周期每一步的复杂性，比如病毒是如何进入宿主细胞的，从而指导抗病毒药物进入这些具体步骤。“然后，如果病毒发生变异，为逃避药物而逃逸，它也会失去进入细胞的能力。”
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