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|5种看见病毒的方法( 二 )


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电子显微术
|5种看见病毒的方法
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电子显微镜下的SARS-CoV-2病毒颗粒 ， 直径约在150-200纳米之间 。 | 图片来源：Liu et al.
到目前为止 ， 我们还没有提到任何能直接将病毒粒子可视化的技术 。 而电子显微镜就具有这样的强大功能 ， 它能在纳米尺度上生成图像 。 电子显微术会通过向样品发射电子 ， 然后观察电子是如何与样本相互作用来实现这一点 。 接着 ， 计算机会将这些信息加以解读 ， 生成图像 。
这使我们能够直观地掌握细胞内病毒感染的不同阶段 。 此外 ， 电子显微术也可以用来显示整个病毒颗粒 ， 就像图中所示的那样 。 研究人员可以通过对数千个从不同方向生成的颗粒图像进行计算和组合 ， 勾勒出整个病毒粒子的三维结构 ， 例如图片中显示的就是SARS-CoV-2病毒颗粒的三维电子显微镜图像 。
电子显微镜已被用于确定SARS-CoV-2病毒是如何利用其外部的突起蛋白与细胞相互作用并感染它们的 。 这样的研究对于弄清楚病毒是如何进入细胞是非常有用的 ， 由此可以帮助研究人员弄清要如何使用药物来阻断它们 。
能够评估病毒颗粒的外部结构 ， 对于确定哪些抗体可以中和病毒来说是一个非常重要的能力 ， 这有助于更精确、更有效的疫苗制备 。
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晶体学
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诺瓦克病毒衣壳的X射线晶体结构 。 | 图片来源：BV Prasad et al
晶体学使我们能够在原子水平上更清楚地观察微观结构 。 要做到这一点 ， 首先需要确保的是在溶液中悬浮着一个“纯正”的病毒样本 ， 这意味着没有其他的碎片存在 。 悬浮液中的液体会蒸发 ， 使剩下的包括病毒在内的固体结晶 ， 它们会以统一的方式排列形成晶体 ， 然后暴露在X射线下 。
接着 ， 我们可以用探测器来记录X射线在结晶样品中的衍射行为 ， 从而识别出电子在样品结构中所处的位置 。 这些信息可被用来构建一个原子尺度的样品三维结构图 。
与电子显微镜一样 ， 晶体学也能用来确定病毒的结构 ， 如SARS-CoV-2的突起蛋白 。 了解这些结构 ， 尤其是了解它们会如何与细胞以及抗体相互作用 ， 对于疫苗和药物的设计与开发至关重要 。
撰文：Grace C Roberts （贝尔法斯特女王大学病毒学研究员）
原文标题为“Five techniques we’re using to uncover the secrets of viruses” ， 于2020年8月26日首发于The Conversation ， 原文链接：https://theconversation.com/five-techniques-were-using-to-uncover-the-secrets-of-viruses-144363 ， 中文内容略有编辑 ， 仅供参考 ， 一切内容以原文为准 。
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