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人類免疫缺陷病毒（HIV）的感染是導(dǎo)致艾滋病的原因，HIV要實現(xiàn)復(fù)制和傳播，需要將遺傳物質(zhì)傳遞到細胞核內(nèi)并整合進染色體中。近日，馬克斯-普朗克研究所與麻省理工學(xué)院合作發(fā)表的一篇《Nature》文章^[1]，揭示了HIV是如何進入核孔的。研究首先指向了核孔復(fù)合物（NPC），它由約30種不同的核孔蛋白（Nup）構(gòu)建而成，其中包括約10種所謂的FG-Nup，它們將形成屏障的苯丙氨酸-甘氨酸（FG）重復(fù)結(jié)構(gòu)域錨定到NPC支架上，呈凝膠狀，被稱為FG相（FG phase）。這種FG相填充在核孔中，通常只允許核轉(zhuǎn)運蛋白（NTR）通過，然而研究發(fā)現(xiàn)，HIV衣殼也可以滑過核孔的FG相。

這篇發(fā)表在《Nature》雜志的文章所用的技術(shù)手段非常簡單，主要通過激光共聚焦對核膜與HIV進行共定位，并利用Octet®非標記分子互作分析系統(tǒng)檢測HIV衣殼蛋白CA和核孔蛋白（Nups）之間的分子相互作用。這兩種技術(shù)一表型功能，一內(nèi)在機制，二者相輔相成。特別是Octet®系統(tǒng)的分子互作數(shù)據(jù)，占據(jù)了文章相當?shù)钠?/p>

該文中關(guān)于Octet®分子互作的實驗設(shè)計方案堪稱教科書級別，值得我們一同細細品味：

分析物陽參對照設(shè)置

importin β超家族的成員是最大的核轉(zhuǎn)運蛋白（NTR） 類，允許NTR及其貨物復(fù)合物以非常高的分配系數(shù)進入核膜，所以原則上NTR是與FG Nup結(jié)合的理想陽性對照。

固化物陽性對照和陰性對照設(shè)置

據(jù)文獻報道，CA可以和Nup153和CPSF6結(jié)合，所以Nup153和CPSF6可以成為良好的固化物的陽性對照。當然，與無關(guān)的固化物陰性對照Nesprin2沒有結(jié)合。

可行性確認后，驗證CA六聚體與不同Nups的結(jié)合強弱及狀態(tài)。

CA六聚體可以與富含F(xiàn)G結(jié)構(gòu)域的不同家族Nups快速動態(tài)結(jié)合，并且與分析物陽性對照Nup153和CPSF6親和力相似，也與importin β親和力相似。因此，CA六聚體可以廣泛的與FG重復(fù)序列的Nups結(jié)合。

Octet®檢測發(fā)現(xiàn)FG結(jié)構(gòu)域的Nups與CA-N57A突變（該突變會阻礙與Nup153和CPSF6的FG基序的相互作用）的親和力減弱。

基于生物層干涉技術(shù)的Octet®非標記分子互作系統(tǒng)是這篇《Nature》文章揭示分子機理的關(guān)鍵方法。一方面，因為在固化物和分析物上各種對照讓結(jié)果更可信外，另一方面還因為Octet®系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

-參考文獻-

[1] HIV-1 capsids enter the FG phase of nuclear pores like a transport receptor.Nature,2024