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冷凍電子斷層掃描和三維重構軟件推動SARS-CoV-2基礎研究
在過去的一年里，研究人員使用冷凍電鏡技術 (cryo-EM) 對 SARS-CoV-2 病毒進行分析。在此之前，同樣的技術也應用于寨卡、埃博拉和人類免疫缺陷病毒等主要病毒的研究。賽默飛包括Krios 在內的冷凍電鏡，已經應用于突破性的SARS-CoV-2 研究中，例如最近由海德堡大學的研究小組所發表的文章。
強大的成像技術推動了SARS-CoV-2 研究
2020 年，該團隊快速展開研究以理解病毒如何通過改變感染細胞以實現有效繁殖，他們的研究結果闡述了 SARS-CoV-2 在宿主細胞內的復制特征，取得了重大科研進展。
使用可得到納米分辨率分子結構的冷凍電子斷層掃描 (cryo-ET)，研究人員揭示了 SARS-CoV-2 如何改變被感染細胞的細胞膜和細胞器的過程，而這對于病毒的有效復制至關重要。
結合冷凍電子斷層掃描和 Thermo Scientific Amira 軟件，海德堡大學研究小組以三維方式呈現細胞環境，并將單個 SARS-CoV-2 病毒顆粒和病毒組裝點的細節可視化。（此研究成果的圖片由海德堡大學提供）
研究人員對病毒 RNA 和病毒復制的各個步驟進行了分子水平的分析，獲得了在雙層膜囊泡中由雙鏈 RNA 所組成的網絡的細節。
感染細胞的冷凍電子斷層掃描
利用原位冷凍電子斷層掃描技術對 200 納米薄層中被病毒感染的細胞成像，研究人員發現了病毒 RNA 如何為自身復制創造必要條件，使其能夠快速繁殖，甚至免受免疫系統的攻擊。研究人員結合使用了Thermo Scientific Krios Cryo-TEM 、 Aquilos Cryo-FIB 和 Thermo Scientific Amira 軟件，重構了細胞的三維環境，同時可以觀察到單個病毒顆粒以及病毒組裝位點的細節。
這些成果是建立在該團隊前期利用冷凍電子斷層掃描對于病毒感染（如甲型流感和埃博拉）研究的經驗之上的。
由于我們在冷凍電子斷層掃描方面的專業知識、海德堡大學內配備的高質量顯微鏡，以及綜合傳染病研究中心的良好合作環境，使我們能夠在疫情初期就開始著手對 SARS-CoV-2 感染的細胞進行詳細的分子檢查。
——海德堡大學醫院研究員
Petr Chlanda 博士
研究人員在冠狀病毒研究方面的下一步是發現哪些蛋白質參與了雙膜結構的形成。了解SARS-CoV-2在宿主細胞內的復制周期是開發藥物限制其復制的關鍵所在，海德堡大學的研究人員使我們離這一目標又近了一大步。