科学"杂志今天发表了一篇关于艾滋病毒研究的重要论文。弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)和犹他州大学(Universityof犹他)的科学家合作建立了一个无细胞系统，首次允许艾滋病毒在体外进行逆转录和整合。通过这个去细胞系统，科学家们能够更好地研究对艾滋病毒感染至关重要的两个步骤。他们还发现，病毒的衣壳(Capsid)在这两个步骤中都发挥了新的作用。

作为一种逆转录病毒，HIV可以将其病毒RNA基因组逆转为双链dna，并将其整合到受感染细胞的基因组中。在过去的几十年中，科学家通过一系列的结构、生化和分子病毒学分析，澄清了这些步骤所涉及的许多酶反应。然而，由于这些病毒粒子隐藏在细胞质和细胞核中，因此很难研究这些病毒粒子的作用机理。这就是为什么科学家们想要开发一个"无细胞"系统。

以前，有一些体外实验可以研究反转录或整合步骤，但这些实验一次只能观察一步。在这项研究中，设计和优化的系统可以持续地观察这两个步骤。

具体来说，他们用穿孔肽纯化了HIV-1病毒，并在病毒包膜上打了个洞。随后，他们添加了一些dNTPs，以促进反转录的发生。在实验中，科学家成功地观察到双链dna的积累.随后，科学家将细胞提取物加入到实验系统中，重新将病毒DNA整合到外源DNA中。测序结果证实病毒DNA的整合符合预期。

有趣的是，当确定哪些元素在病毒的反转录和整合中起着关键作用时，一个意想不到的结果出现在科学家面前--艾滋病病毒的衣壳。从结构上讲，衣壳是包裹在病毒遗传物质上的一层保护层。然而，本文发现衣壳在病毒感染过程中起着更为积极的作用。

通过基因或生化方法，研究人员发现，如果衣壳变得不稳定，病毒就无法通过反转录复制其遗传物质。这也是科学家首次直接证明衣壳是艾滋病毒感染的重要组成部分。

俗话说，眼见为实。为了了解衣壳在HIV感染过程中的作用，研究人员用冷冻电镜观察了大部分衣壳在反转录过程中保持完整。逆转录8到10小时后，研究人员仍然能够观察到一个大的、完整的衣壳结构，病毒的核酸从衣壳的网状结构中释放出来。这一时期正是逆转录产物积累到峰值并发生整合的时期。

该研究的作者之一温斯利·I·桑德奎斯特(WesleyI.Sundquist)教授说："这与教科书中写的不同。"我们的数据显示，病毒衣壳在支持有效的反转录方面起着积极和不可或缺的作用。

研究人员指出，这项研究重塑了艾滋病病毒在无细胞系统中的转录和整合，并表明病毒的衣壳在其中起着重要作用。与先前的理解相反，它不仅保护病毒基因组，让病毒穿过细胞质，进入细胞核，靠近整合点，也是反转录过程的关键。

对于正在研究的用于衣壳蛋白的HIV药物，研究表明它们可能有效。建立这种无细胞系统也将有助于更详细地研究今后HIV感染的关键步骤，并找到一种新的方法来阻止艾滋病。