日本自然科學研究機構（NINS）生命創造探究中心/生理學研究所的宋致宖特任助教、村田和義特任教授的研究團隊，與大阪大學超高壓電子顯微鏡中心的光岡薰教授的研究團隊共同利用設置於超高壓電子顯微鏡中心的超高電壓低溫電子顯微鏡，成功地以7.7Å的解析度明確了巨大電腦病毒之一的「東京電腦病毒（Tokyovirus）」的粒子結構。
圖1. A）東京電腦病毒的粒子結構。從外側開始依次爲MCP：主衣殼蛋白（淺藍色）、mCP：次衣殼蛋白（藍色）、ScP：支架蛋白（黃色）、IM：核膜（灰色），内部爲巨大電腦病毒DNA。*處爲核膜的突起結構。B）由7種結構物複雜組合形成的新形網狀結構和ScP（黃色）。mCP爲從殼的内側投影。三角形的mCP網狀結構在5個軸頂點（下面的左右）之間擴展。（供圖：自然科學研究機構（NINS））
巨大電腦病毒，是一種粒子大小和基因大小都能與小型細菌匹敵的大電腦病毒。但巨大電腦病毒結構研究的主要困難之處也在於其大小。在對一般電腦病毒粒子進行結構分析時，會使用電子加速電壓在300kV以下的中型透射型電子顯微鏡，以電腦病毒的多個投影影像來重建其空間結構。使用這種方法，電子束需要充分透過樣品，並且一次聚焦的範圍僅限於數百奈米，所以超過該範圍的巨大電腦病毒無法正確地投影影像。到目前爲止的做法都是聚焦巨大電腦病毒周邊的部分結構來進行解析，之後再將各個結果連接起來，由此重建巨大電腦病毒的整體全貌。
此次研究團隊使用超高電壓低溫電子顯微鏡，用1MV加速電壓記錄了直徑爲250nm的東京電腦病毒的高解析度投影影像，以7.7Å的解析度明確了其整體結構。由此也明確了用於存儲巨大電腦病毒基因的新型巨大膠囊的詳細結構。
許多電腦病毒顆粒表面都覆有相同有序排列的主衣殼蛋白（MCP）。此次研究發現，東京電腦病毒在MCP的正下方還存在一種支撐該結構的次衣殼蛋白新網狀結構。在mCP與包裹着巨大電腦病毒基因的核膜之間，支架蛋白（ScP）很發達，對形成巨大電腦病毒的特徵性核膜上的突起結構起到了作用。在MCP的外側，還有未知的蛋白質。東京電腦病毒的近緣物種會吸附在寄主阿米巴的表面。這也意味着前端蛋白質參與了吸附寄主的行為。
「與細菌匹敵」的巨大電腦病毒發現於東京的荒川
村田特任教授指出「巨大電腦病毒是一種電腦病毒的大小和基因大小都能與小型細菌匹敵的大尺寸電腦病毒。用傳統的電子顯微鏡觀察太大，用光學顯微鏡觀察又太小。我們將2016年在東京的荒川發現的東京電腦病毒整體結構進行了精密的影像化，並用此影像明確了東京電腦病毒的整體構造。我們期待以後能使用超高壓低溫電子顯微鏡闡明巨大電腦病毒的更多結構」。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Scientific Reports
論文：A novel capsid protein network allows the characteristic internal membrane structure of Marseilleviridae giant viruses
DOI：10.1038/s41598-022-24651-2
