单分子视踪技术揭示SARS-CoV-2病毒利用动态的丝状伪足入侵细胞

SARS-CoV-2病毒侵袭细胞的分子机制已被初步探索,但关于其如何调节亚细胞结构重塑从而侵袭多种器官及细胞类型尚不清楚.本文利用活细胞实时成像技术揭示了SARS-CoV-2病毒颗粒通过宿主细胞丝状伪足进入靶细胞的动态过程.利用荧光标记的SARS-CoV-2病毒样颗粒(VLP)和稀疏去卷积算法成像技术,发现VLP利用丝状伪足以“冲浪”和“抓取”两种模式到达入侵点,以避免病毒在细胞膜上随机搜索入侵位点,此外,结合力学模拟实验,阐明了病毒诱导丝状伪足的形成和丝状伪足的回缩速度分别取决于细胞骨架动力学和病毒重力引起的底物表面摩擦阻力.进一步研究发现SARS-CoV-2通过丝状伪足进入细胞的过程依赖于小G蛋白Cdc42(细胞分裂周期蛋白42)活性和肌动蛋白相关蛋白fasin(肌动蛋白结合蛋白)、formin(成核蛋白)和Arp2/3(肌动蛋白相关蛋白2/3复合物).综上所述,本文结果强调了SARS-CoV-2感染能对宿主细胞的微丝骨架进行时空调节,使细胞形成丝状伪足作为病毒进入的“高速轨道”,丝状伪足形成相关蛋白及其信号通路可作为潜在的抗病毒靶标.