由匹兹堡大学医学院的研究人员领导的一个研究小组，第一次描述了HIV病毒衣壳的6400万原子结构。这一研究成果被选为封面文章，发表在5月30日的《自然》（Nature）杂志上，有可能为对抗这一经常发生改变，且极难攻克的病毒开辟出新的途径。
“衣壳对于HIV的复制至关重要，因此详细了解它的结构有可能能够引导我们开发出可以治疗或是预防这种感染的新药。这种方法有潜力成为另一种强大的HIV治疗替代方案。我们当前的HIV治疗是通过靶向某些酶来发挥作用，然而由于病毒可高度突变，耐药问题是一个巨大的挑战，”张培军说。
从前的研究表明，HIV的锥形衣壳是由衣壳蛋白形成的大约200个六聚体和12个五聚体所构成。但HIV的衣壳是不均匀和非对称的；目前对于蛋白的确切数量，以及六聚体和五聚体的连接机制仍然不确定。普通的结构生物学方法依赖于高度可变衣壳碎片样本所收集的平均数据，不能充分阐明分子的结构。
在这里，研究人员采用了一种组合方法，他们利用8埃分辨率的低温电子显微镜获取数据，揭示了这些六聚体的连接方式，对天然的HIV-1病毒颗粒的核进行了低温电子层析成像，将所有的拼图碎片拼合到一起。来自伊利诺大学的合作者，利用他们的新Blue Waters超级计算机，进行了千万亿次级的模拟，每秒钟运算千之五次方次，确定了1300个蛋白整体的定位，反映出了衣壳已知的物理和结构特性。
结果揭示衣壳蛋白的某些特殊区域之间存在着相互作用，这对于衣壳的组装和稳定性，以及对于病毒的感染性至关重要，代表了病毒衣壳的脆弱点。
张培军说：“衣壳对于突变非常的敏感，因此如果我们可以破坏这些互作，我们就有可能干扰衣壳的功能。衣壳必须要维持其完整性，才能保护HIV基因组，并让其进入到人类细胞中。而一旦进入到人类细胞中，HIV就会释放它的基因组实现病毒复制。通过开发药物，阻止衣壳组装或是去组装，从而导致衣壳功能障碍，或许可以阻止病毒再繁殖。
国立卫生研究院Michael Sakalian博士说：“采用实验与计算机相结合的方法，研究人员获得了更为清晰的HIV保护壳结构图像。新的结构细节有可能揭示出一些可供未来治疗利用的脆弱点。”
