自HIV流行以来已经过去40多年了，但科学家仍没有完全了解HIV进入人体细胞，以及在人体细胞中复制的机制，这阻碍了艾滋防治的进步。近日，来自美国东北大学的一个研究团队，发现了艾滋感染过程中的一个关键机制。该研究团队由马克·威廉姆斯教授领导。“这项研究的目的是深入了解逆转录病毒的生命周期，以便开发出更好的艾滋药物，”威廉姆斯说。研究已于4月24日发表在《科学进展》。
该研究观察了病毒“脱壳”的过程，脱壳指的是病毒DNA从原始HIV衣壳脱离，然后进入细胞的过程。然而，是什么触发了脱壳过程？此前没人给出过确定回答。威廉姆斯表示，人们通常认为是某些病毒或宿主因子启动了这一过程。
现在这项新研究表明，脱壳可能是机械压力积聚的自然过程，导致围绕HIV基因组的蛋白质外壳破裂。HIV以锥形病毒核的形式进入人体细胞，锥形病毒核由一种叫做衣壳的蛋白质外壳组成。病毒DNA是由病毒RNA逆转录产生，新产生的DNA需要打破蛋白质外壳进入细胞。
核衣壳蛋白不仅与病毒DNA结合，而且在转换过程开始后，它们还与RNA结合。在从RNA基因组创建DNA的过程中，RNA基因组仍然存在。但衣壳中的核衣壳蛋白却不足以压缩所有病毒DNA和RNA，这可能就是脱壳的原因。
艾滋病毒DNA会对蛋白质外壳施加压力。如果DNA所施加的压力过早地打破了外壳，艾滋病毒的基因组将被释放到细胞质中，即细胞内部填充的胶状液体中，并在到达细胞核之前被细胞的免疫系统摧毁。研究人员发现，病毒DNA必须大于特定的最小尺寸，才能产生足够的压力打破外壳（脱壳）感染人体细胞。DNA过少的病毒不能脱壳并感染宿主细胞，病毒的核衣壳蛋白也会凝结DNA，以防止过早脱壳。
“脱壳机制非常令人意外，但从物理学的角度来看是合理的，”威廉姆斯说：“了解脱壳的位置和方式，就可以尝试干预外壳稳定性或脱壳过程，这可能会让我们获得更好的药物。”