穿透“衣壳”，看看病毒内部什么样

人类对疾病的认识进入后基因组时代以来，科学家一直试图测定病毒内部三维结构。湖南师范大学物理与信息科学学院教授刘红荣与清华大学副研究员程凌鹏，利用冷冻电镜及其发展的新方法，求解出了一种双链RNA病毒内部基因组及RNA聚合酶三维结构，首次将对病毒的观察视角从“衣壳”深入到了其内部，该成果刊登于9月18日《科学》杂志上。

自然界中相当数量的病毒，由呈二十面体对称的“衣壳”和壳内非对称的基因组及相关蛋白组成。近年来，科学家已解析出了大量病毒衣壳的近原子分辨率三维结构，对衣壳蛋白分子结构已有较系统的认识。然而，对病毒内部的基因组及相关蛋白的三维结构几乎一无所知。

刘红荣和程凌鹏运用新方法，首次对一种源自昆虫的双链RNA病毒内部的基因组及其聚合酶的三维结构进行了解析，发现该病毒的内部结构呈现出一种“多层球状”，进而成功构建了双链RNA病毒在复制和转录过程中内部RNA及其聚合酶的协同工作模型。从而推翻了过去认为该类型病毒的内部基因组应呈线轴状排列的主流观点。该新方法让人们认识更多生物大分子内部结构时“脑洞大开”。论文的国际审稿人评价，这一成果首次为生物学家提供了病毒内部基因组及其聚合酶的三维结构信息，同时，从方法学上开启了研究包括病毒基因组在内的对称失配生物大分子三维结构的大门，将对结构生物学前沿研究产生重要而深远的影响。