科學家繪製流感病毒如何重組人類細胞的圖譜

EMBL揭示流感病毒如何在細胞內「奪權」
歐洲分子生物學實驗室(EMBL)漢堡分部與合作團隊最新研究顯示,流感A型病毒並非只是進入人體細胞後大量複製,而是會在細胞內部精準改寫宿主運作流程,藉此為自身繁殖鋪路。研究團隊指出,這項工作首次以大規模方式,在「完整、未被破壞」的感染細胞中直接描繪病毒與宿主蛋白的接觸網絡,讓過去難以觀察的互動關係浮出水面。
直接在完整細胞中捕捉互動
這項研究的核心突破,在於研究人員結合細胞內交聯質譜與結構建模,直接觀察流感病毒感染過程中的蛋白質互動,而不是先把細胞打碎再分析。EMBL漢堡團隊表示,這種做法可避免傳統方法可能產生的假象,也能保留短暫、局部、甚至只在特定細胞區域才存在的接觸訊號。
EMBL漢堡研究團隊負責人Jan Kosinski表示,這讓科學家得以在感染細胞的原生狀態下觀察流感—宿主互動,「我們獲得的是感染過程中的一個快照,但它已經足以開啟對整個感染週期的研究。」 研究共同作者Boris Bogdanow則強調,該技術不僅能抓到蛋白互作,還能提供結構資訊,有助於鎖定未來可藥物化的作用位點。
兩條關鍵劫持路徑
研究首先追蹤到病毒表面蛋白血球凝集素(haemagglutinin)在宿主細胞內的成熟與運輸路徑。結果顯示,流感病毒會借用細胞內的加工系統,並透過一些原本功能未明的宿主蛋白,幫助血球凝集素完成折疊與修飾,讓病毒得以形成具感染力的新顆粒。
第二個發現更具顛覆性。研究指出,流感A型病毒會使細胞核中的paraspeckles逐步解體。這些微小的核內顆粒原本與RNA調控和細胞壓力反應有關,一旦被拆解,其中的RNA結合蛋白就會被釋放出來,反而被病毒挪作複製用途。 首席作者Iuliia Kotova表示,團隊在不同細胞系與不同流感株中都觀察到相同現象,這讓她認為這不只是感染副作用,而可能是病毒主動設計的策略。
研究方法具轉譯潛力
這篇研究刊登於《Nature Microbiology》,也說明了方法學本身的意義。Bogdanow指出,這套在完整感染細胞中進行的交聯與結構分析流程,「可作為未來辨識病原體—宿主介面、並協助找出治療靶點的工具」。 團隊還透過改良版的AlphaFold,把實驗得到的交聯資訊納入模型,進一步推估病毒與宿主蛋白如何在空間上彼此貼合。
外部文獻摘要也顯示,這項工作不僅找到了新的宿主因子,也指出paraspeckle的破壞涉及NP、NS1、PA-X與RNA polymerase II抑制等多重機制,進一步支持病毒是透過多線並進方式重塑宿主環境。
對疫情準備的意義
研究團隊認為,這套方法的價值不只在流感本身。Bogdanow指出,若將相同技術延伸到具大流行風險的病毒,例如H5N1,將有助於系統性揭露其在人體細胞內依賴的交互網絡,為未來藥物與疫苗設計提供更精準的基礎。
Kosinski則表示,研究的真正價值在於把病毒如何「接管」細胞這件事,從推測變成可視化、可建模、可驗證的過程。對公共衛生與疫情準備而言,這類研究有助於把防禦前線往前推,不再只是在病毒擴散後被動應對。