最近，美国加州大学（UC）戴维斯分校的研究人员，受益于学校开发的新型电子显微镜技术，对HIV及其他病毒的运行方式有了一个全新的认识。

HIV包膜蛋白（envelope protein）Env是疫苗生产商的主要目标：它是RV144（一种实验性疫苗，目前为止是临床试验中有成功希望的唯一候选疫苗）的一个关键组成部分。Env蛋白，也被称为gp120，与另外一种称为gp41的蛋白质联合，三种gp120/gp41单位联合在一起形成最终的三聚体结构。gp120三聚体是允许HIV进入和攻击宿主细胞的机器。

R. Holland Cheng教授在加州大学戴维斯分校的实验室以前表明，gp120三聚体如何可以改变其构象，就像一朵开放的花。发表在2014年11月14日的Nature Scientific Reports杂志的这项新研究表明，一个可变的环V2，位于三聚体的底部，在那里它有助于固定gp41的位置，而不是如以前认为的，位于结构的顶部。Cheng说：“这挑战了现有关于HIV Env蛋白免疫原结构的教条。”

研发一种对抗HIV的疫苗，一直都很困难，至少部分是因为病毒表面的蛋白质变化太快。对gp120/Env三聚体结构有更好的了解，可以帮助我们找到这些蛋白质变化更少的区域，通常不暴露于免疫系统，这可能是一种疫苗的靶标。

了解病毒进入

Cheng实验室紧接着发表的后两篇论文，利用电子显微镜的新技术，来探讨一些常见病毒如何劫持正常的细胞过程而进入细胞。

Cheng实验室开创了冷冻电子显微镜技术。传统的电子显微镜依靠用重金属元素涂抹或浸渍样品。冷冻电子显微镜用极低的温度来冷冻适当位置的生物学结构。

通过拍摄稍微不同角度的多幅图像，并用计算机重建它们，Cheng已经能够产生病毒和病毒蛋白质（特别是病毒感染的细胞）的三维图像。

然而，由于来自于样本的电子散射方式，冷冻电子显微镜只能使用有限范围的角度，在成像感染细胞中产生一个“缺失的楔子”。其中一篇最近发表在PLOS One的论文中，Lassi Paavolainen及其同事提出了一种新型统计技术，来重建这些缺失的数据，而没有样品的先验知识。

在同时发表的一篇论文中，Pan Soonsawad及其同事应用新技术来研究囊泡——当一种小核糖核酸病毒进入时细胞内部形成的小气泡。小核糖核酸病毒是一个大组，包括引起感冒、肠道感染、脊髓灰质炎、甲肝和婴幼儿感染性手足口病的病毒。

小核糖核酸病毒通过使自己卷进一个核内体而进入细胞。然后它们退出核内体，在宿主细胞的细胞质中复制它们的遗传物质RNA。

这项新研究表明，核内体镶有称为整合素的宿主蛋白质，它存在于细胞膜上。当整合素在细胞膜中聚集在一起时，它们就向细胞内发送信号。Cheng说，病毒利用这种行为。通过将自己依附于一个细胞，病毒将整合素聚集到自身，触发核内体的形成。

Cheng说：“这种病毒将整合素聚集成一种模式，因此它可以被宿主细胞‘吞噬’。”

新的图像显示，一旦在里面，随着病毒将其遗传物质释放到细胞内，核内体分解，从而导致大量的病毒复制。

尽管它们会引发疾病，Cheng发现病毒有其自身的魅力。他说：“病毒是美丽的，因为它有自己的几何形状，可以被重复使用，并可以被重新设计用于人类利益。”

事实上，Cheng实验室已经申请了技术专利，利用来自戊型肝炎病毒外壳的自组装蛋白质，包括利用它们传递药物或疫苗，或靶定乳腺癌。