爱华网自人类对疾病认识进入后基因组时代以来，科学家一直试图测定病毒的内部三维结构，这一工作近日被两位中国科学家率先完成。
9月18日，国际顶级学术期刊《Science》杂志发表了一篇题为“冷冻电镜揭示双链RNA病毒内部聚合酶和病毒基因组的非线轴结构”的论文。论文中，两位中国科学家首次将病毒的观察视角从“衣壳”深入到内部，改变了过去认为该类型病毒的内部基因组应呈线轴状排列的主流观点，亦用一种全新方法，开启帮助人类认知更多生物分子内部结构的大门。
这两位科学家分别是湖南师范大学物理与信息科学学院教授、清华大学生命科学学院副研究员程凌鹏。刊登在《Science》杂志的论文也是他们合作研究完成的。
近年来，结构生物学家利用电子显微技术与X射线晶体学技术，已解析大量病毒衣壳的近原子分辨率三维结构，对衣壳蛋白分子结构形成了较为系统的认知，但对病毒内部的基因组及相关蛋白三维结构，迄今依旧一无所知。
经刘红荣、程凌鹏两位科学家在病毒三维重构领域的10余年合作研究，他们最近提出了一种基于二维电子显微图像解析对称失配生物大分子三维结构的新方法，并运用这个方法首次解析一种源自昆虫的双链RNA病毒内部基因组，以及其RNA聚合酶的三维结构，发现该病毒内部结构呈现“多层球状”。
刘红荣表示，他们此番取得的研究成果，首次求解了衣壳内部基因组及相关蛋白三维结构，向病毒学领域证明了衣壳内部的核酸与蛋白质结构是可解的，势必推进人类重新认知病毒。
“我们这个研究更多的还是方法学，属于基础研究，对人类疾病防控及药物设计存在潜在的应用前景。”刘红荣透露，他们计划把取得成果的研究方法推广到其他的领域，尤其是生物大分子动态的三维结构研究。
据悉，刘红荣于2011年从美国加州大学洛杉矶分校博士后出站归国后，赴湖南师范大学工作，其团队主要负责从事冷冻电镜、凝聚态物理及其交叉科学的研究工作，近年来获得国家自然科学基金等项目的资助，并在国内外一流学术期刊发表多篇学术论文。
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北京时间1月15日消息，据美国媒体报道，美国IBM一个实验室里的研究人员，使用与核磁共振成像术(MRI)类似的方法，首次拍到一个病毒的三维照片。
现在，医生经常会使用核磁共振成像技术查看人体内部。但是这些研究人员使用的核磁共振力显微镜(MRFM)的清晰度，比核磁共振成像的高1亿倍。加利福尼亚州圣何塞IBM阿尔马登研究中心( Almaden Research Center)的该科研组在《美国科学院院报》上发表的报告中说，他们已经利用空间分辨率是4纳米的显微镜，拍摄到一个烟草斑纹病毒的三维图片。
利用原子力显微镜和扫描隧道显微镜等技术，可以拍摄单个原子的图片。一个原子的直径大约是十分之一纳米。但是这些技术对生物样本具有更大的破坏性，因为它们为了获得图片，会向目标物发射电子流。而且这些显微镜无法穿过微小结构的表皮，看到它的内部结构。这些研究人员表示，他们的很多想法，都是从最初利用原子力显微镜工作的过程中演变而来的。1993年，IBM的物理学家丹尼尔·鲁戈帮助设计了第一台核磁共振力显微镜，他说：“一直令我非常感兴趣的一件事是，我们能否采用相同想法，把它应用到三维空间里?我们希望可以拍摄分子等原子结构照片。这就是我们的研究动机。”
1991年，理论物理学家约翰·斯德莱斯发表一篇纯理论性论文，把核磁共振力显微镜作为三维体力显微镜的研发工作从此开始。后来，斯德莱斯开始寻找有助于研发可对抗艾滋病毒的药物的新工具。斯德莱斯是华盛顿大学医学院整形外科教授，他读过IBM的原子力显微镜研究以后，立即给鲁戈打电话，建议他利用一个可测量瞬间磁场的相关工具拍摄生物结构图。
鲁戈说：“他意识到，他们看到的很多疾病都是由分子基础的病毒引起的。”在2004年的研究中，鲁戈和其他人利用这种新技术拍摄了一个电子的图像。这个新成果是一张维数图像。核磁共振力显微镜把一个超小悬臂作为放置样本的平台，科学家借助这个悬臂，可以使样本靠近或者远离一个小磁体。在温度非常低的情况下，研究人员可以测量出磁场对在病毒体内发现的氢原子里的质子产生的影响。
通过重复改变磁场大小，研究人员可以在悬臂里产生一个瞬间振动，并可利用一个激光束对它进行测量。通过在磁场里移动病毒，可以在二维空间生成一个三维图片。这些研究人员表示，他们认为，那些正在努力查看分子结构和蛋白质的相互作用的结构生物学家，一定会对这种方法感兴趣，鲁戈表示，对那些不能结晶，无法利用X光进行分析的生物样本来说，这种方法非常有效。虽然科学家已经利用其他方法刻画出DNA分子结构的基本特征，但是利用这种方法不仅可以查看构成基本DNA结构的成分，而且还能拍摄出生物分子的互动图片。
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