Cell：新技术“现场直播”病毒感染全过程

荷兰胡布勒支研究所和乌德勒支大学的研究人员近日开发出一种先进技术来实时监控病毒感染。这种称为VIRIM（病毒感染实时成像）的新技术有助于了解病毒如何感染人体，最终有望促成靶向疗法的开发。该成果于11月13日发表在《Cell》杂志上。

RNA病毒是常见的病原体，给社会带来了沉重的负担。在感染宿主细胞后，RNA病毒劫持了宿主细胞的许多功能，将其转变为生产病毒的工厂。常见的RNA病毒包括冠状病毒、丙肝病毒、寨卡病毒和肠道病毒等。

现有的技术只能提供病毒感染细胞的快照。换句话说，研究人员可在某个时间点看到被感染的细胞，而不能从头到尾监控病毒感染的过程。最新开发的显微镜技术改变了这一点，能够在实验室中以很高的精度观察病毒感染的全过程。“这种新方法可帮助我们解决病毒的许多重要问题，”作者表示。

新方法在肠道病毒中使用了SunTag标签。SunTag 被引入病毒RNA中，并让病毒蛋白带上了明亮的荧光标签。通过这种标签，研究人员可在显微镜下观察病毒蛋白，从而了解病毒何时、何地以及以多快的速度产生蛋白，并在宿主细胞中复制。与其他方法相比，VIRIM更加灵敏，可检测单个病毒RNA所产生的蛋白。这样就可以追踪感染的全过程。

一旦病毒进入细胞，病毒与宿主细胞之间就会产生竞争。病毒会劫持细胞来进行自我复制，而宿主当然会尽力避免这一点。利用VIRIM技术，研究人员就可以看到竞争的结果。他们发现，在一部分细胞中，宿主细胞赢得了竞争。“这些宿主细胞被病毒感染，但病毒未能复制，”第一作者Sanne Boersma说。

于是，研究人员通过增强细胞的防御系统来帮助宿主细胞。事实证明，在那些接受了强化免疫的细胞中，最初的病毒复制往往失败，从而阻止了病毒劫持细胞。“复制过程的第一步是病毒的致命弱点：这一刻决定了病毒是否可以进一步传播，”Boersma解释说。“如果宿主细胞在感染开始时就无法消除病毒，那么病毒将复制并赢得竞争。”

VIRIM能够识别出多种病毒的脆弱阶段。研究人员希望利用这种技术来对付许多威胁生命的病毒，包括新冠病毒SARS-CoV-2。“我们的目的是开发更有效的疗法，并减轻病毒对社会的影响，”他们在文中写道。

原文检索

Translation and Replication Dynamics of Single RNA Viruses

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.10.019