海德堡EMBL和海德堡大学医院传染病中心的科学家们首次成功地对HIV在进入感染细胞核的过程中进行了成像。电子断层图像显示了病毒的蛋白质包膜通过其中一个核孔--细胞核周围膜上的开孔，允许分子进出。科学家们发现，病毒完好无损地通过核孔，只是在细胞核内分裂，在那里释放其遗传信息。这阐明了病毒的遗传物质整合到被感染细胞的基因组中的一个重要机制。
人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）是本次研究的重点，它主要感染免疫系统的某些细胞，从而大大削弱了人体自身对疾病的防御能力。病毒的遗传物质被安全地包装在一个被称为 "衣壳 "的圆锥状蛋白质囊中，该囊由各个六边形部分组成。科学家们知道在感染过程中，衣壳是如何穿过细胞膜进入细胞内部的，但不知道病毒的遗传物质是如何从衣壳进入细胞核，并在那里引发新病毒的形成。
这就是海德堡合作的工作所在。科学家们利用新开发的三维成像的方法，对病毒感染细胞中的分子复合物进行成像，成功地对病毒衣壳在运输到细胞核的过程中直接成像。"直到现在，人们都认为衣壳不适合通过孔隙，"传染病中心的医学主任Hans-Georg Kräusslich解释说。"然而，病毒基因组如何进入细胞核的问题对其繁殖至关重要。因此，我们的结果支持寻找未来治疗方法的新目标。" 虽然目前的治疗方案可以抑制病毒在体内的繁殖，但真正消除病毒的治疗方法还不可能。
高分辨率成像的平台
为了在实验室中详细了解感染的免疫细胞的内部运作，科学家们使用了高分辨率的成像技术。在海德堡大学电子显微镜核心设施和海德堡EMBL低温电子显微镜服务平台的帮助下，他们结合了光镜和电子显微镜方法。他们能够从数据中重建分子结构的3D图像。这使他们能够以高分辨率的方式可视化病毒复合物的组成和结构以及它们与细胞结构的相互作用。"我们两个机构之间卓有成效的合作，以及专业技术的结合，有助于将HIV感染的另一块拼图装入整体图景中。"EMBL的组长、马克斯-普朗克生物物理学研究所所长Martin Beck说。
Vojtech Zila et al, Cone-shaped HIV-1 capsids are transported through intact nuclear pores, Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.01.025
