X射线揭示病毒衣壳干燥脱水形变机制
近日,位于德国汉堡的欧洲X射线自由电子激光装置与马普物质结构与动力学研究所Abhishek Mall团队在国际合作中,首次直接观测到病毒衣壳在脱水过程中的结构动态演变。研究团队在SPB/SFX实验站将MS2噬菌体液滴雾化并置于极低湿度环境,模拟气溶胶传播场景,利用单颗粒成像技术实时捕捉衣壳干燥各阶段的快照。结合β变分自编码器机器学习算法,团队成功从海量衍射数据中重构出完整的结构演化轨迹。 结果首次证实衣壳在脱水时会发生非均匀的屈曲变形,彻底推翻其作为刚性容器的传统认知。分子机制研究表明,稳定水分子的流失触发蛋白质FG环向衣壳孔洞收缩,形成致密构象,从而有效保护内部遗传物质。该成果已发表于《Light: Science & Applications》。 此项研究不仅揭示了病毒适应干燥环境的生存机制,为气溶胶传播防控及抗病毒策略研发提供关键依据,同时验证了人工智能结合单颗粒成像技术在解析生物大分子动态过程中的前沿价值,为未来复杂生理条件下的病毒学研究开辟了新路径。
