Features of replication suggest viruses have common themes, vulnerabilities
http://www.physorg.com/news106317179.html
August 14, 2007
某種模型病毒的複製裝備研究支持此一構想：種類廣泛的病毒 -- 包括會導致重大人類疾病，諸如 AIDS、SARS、C型肝炎這些 -- 具有共同的特徵，這終將導致它們易受廣效性抗病毒劑的傷害。
在今日（8/14）於線上版、公開存取的 Public Library of Science Biology 期刊上所發表的一項研究中，一個來自於 Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 研究者的團隊在文章中詳述，RNA 病毒如何像 flock house virus（FHv）一樣，吸收採納（co-opts）一個細胞的細胞膜以創造出細胞內的「窩」，在那裡可安全地複製它的基因。
其結果提出強烈證據，在七種不同的已知病毒中，至少有四種所採用的複製機制具有共同的特性。這樣的發現相當重要，因為它揭露了一種共同的病毒主題（viral theme），那或許容易受到干擾，並導致開發出可用來同時治療各種病毒性感染的藥物，很像抗生素可用來攻擊不同種類的細菌病源體。
"結果那些先前被認為是屬於不同種類的病毒，竟分享共同的特徵，" Paul Ahlquist 說，HHMI 的研究者，也是 UW-Madison 的病毒學家。"我們發現某些複製特徵顯然跨越許多病毒。"
利用強力電子顯微鏡技術，Ahlquist 的團隊與他們的合作者，首次利用 FHv 繪出病毒複製綜合體（complex）的 3D 圖形，那如同所有病毒一樣，都需要一個宿主細胞以製造新的遺傳材料並維持感染鏈。
在 FHv 的例子中，Wisconsin 小組發現，病毒會吸收採納細胞內粒線體的膜。粒線體是關鍵的能量管控構造，可在絕大多數的真核細胞內發現。
擠入粒線體雙層的內外側膜之間，病毒創造出數萬個有蛋白質當內襯的、如同血球般的「口袋」，在那裡它能在製造病毒基因組新拷貝的同時，避免受到監督與遭遇宿主的防禦機制。
"病毒發展出一種相當優雅的策略，" Ahlquist 說。"它為自己創造出新的隔間以利 RNA 合成，在那裡它能收集它的（組成）成份、安排相繼而來的複製步驟，並且將這些步驟與細胞內的其他程序相隔離，最重要的是，宿主的防禦回應。"
Ahlquist 表示，在本質上，病毒為了它自己的意圖，整編（reorganizing）細胞以製造出細胞內的架構。"病毒整編細胞以製造新的胞器。這是一種隔離競爭程序與警告者的一種方式，而且還有個棲身之所可以有效地完成它自己的程序，並持續一段很長的時間。"
Ahlquist 等人所觀察到，如氣泡般的神聖處所（sacs），或稱小球（spherules），全都具有狹隘的頸部，那超越胞器（指粒線體）的膜直到細胞質，那是細胞內的介質，胞器均懸浮其中。頸部是一個閘道，顯然可讓複製所需的基質進入，且讓新製造的病毒基因組離開。病毒開始將細胞吸收成為關鍵的病毒蛋白與病毒 RNA 侷限（localize）以長出新的胞器，Ahlquist 解釋。
"病毒會奪取幾乎所有可得的膜。蛋白質在小球內創造出一層殼" 以提供穩定性，然後在複製病毒時會用到這層蛋白質殼，Wisconsin 的病毒學家們提議，這可能是不同組病毒當中數種共同的主
題之一。
"在結構當中的多重特徵與這些複製隔間的功能顯然出現在數種病毒當中，" Ahlquist 說。"這包含細胞膜被安排用來進行病毒複製的數種方法。"
這些共用的特徵擴展到大部分的 RNA 病毒，以及稱為逆轉錄病毒（reverse transcribing viruses）的一群，那包含像 HIV 這樣的逆轉錄病毒，暗示可能從一共同祖先演化而來的關連。
※ 相關報導：
＊ Three-Dimensional Analysis of a Viral RNA Replication Complex
Reveals a Virus-Induced Mini-Organelle
http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0050220
Benjamin G. Kopek, Guy Perkins, David J. Miller, Mark H.
Ellisman, Paul Ahlquist
PLoS Biol 5(9): e220, Published: August 14, 2007
doi:10.1371/journal.pbio.0050220
Whereas cells store and replicate their genomes as DNA, most viruses have RNA genomes that replicate by using virus-specific pathways in the host cell. The largest class of RNA viruses, the positive-strand RNA viruses, replicate their genomes on intracellular membranes. However, little is understood about how and why these viruses use membranes in RNA replication. The well-studied flock house virus (FHV) replicates its RNA on mitochondrial membranes. We found that the single FHV RNA replication factor and newly synthesized FHV RNA localized predominantly in numerous infection-specific membrane vesicles inside the outer mitochondrial membrane. We used electron microscope tomography to image these membranes in three dimensions and found that the interior of each vesicle was connected to the cytoplasm by a single necked channel large enough to import ribonucleotide substrates and to export product RNA. The results suggest that FHV uses these vesicles as replication compartments, which may also protect replicating RNA from competing processes and host defenses. These findings complement results from other viruses to support possible parallels between genome replication by positive-strand RNA viruses and two distinct virus classes, double-stranded RNA and reverse-transcribing viruses.
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