中文摘要
为了研究生物分子纳米尺度自组装规律以及示踪病毒在活细胞中的侵染、转移和定位，本课题利用猴病毒40（SV40）主要衣壳蛋白VP1进行体外分子自组装包装量子点，成功构建了内含量子点的SV40病毒样颗粒（即SV40病毒样颗粒-量子点）；同时进行了病毒样颗粒包装不同表面化学性质的量子点的研究，发现多种具有不同表面修饰分子的量子点均可被包装，说明SV40病毒样颗粒对量子点的不同表面化学性质具有良好的兼容性，特别是包装不依赖于量子点的表面电荷。经透射电镜、动态光散射和光谱学表征发现，SV40病毒样颗粒-量子点嵌合纳米颗粒大小均一，直径约24 nm，具有与未包装的量子点类似的荧光性质，且稳定性良好。将其与活细胞孵育，实时追踪了其"侵染"过程，发现SV40病毒样颗粒-量子点通过胞膜窖介导的内吞进入细胞，沿微管在胞内转运，最终聚集在内质网，这些行为与天然野生型SV40侵染的早期步骤是类似的。本工作结合了生物、化学和纳米等多学科，研究了病毒衣壳蛋白体外自组装包装纳米颗粒的规律，建立了基于量子点包装的病毒标记及其侵染活细胞内动态示踪的新技术和新模式。
英文摘要
Aiming to investigate the rules controlling the assembly of biological macromolecules on nanosale and to trace the infection, movement and localization of viruses in living cells, QD-containing virus-like particles (VLPs) of simian virus 40 (SV40), termed SVLP-QDs, are constructed by in vitro self-assembly of the major capsid protein of SV40. Several kinds of QDs with different coatings are readily encapsidated regardless of their surface chemistry, especially independent of the QD surface charge, demonstrating the versatility of SV40 in nanoparticle encapsidation. SVLP-QDs are characterized by transmission electron microscopy, dynamic light scattering and spectrometry and show homogeneity in size (~24 nm), similarity in spectral properties to unencapsidated QDs and considerable stability. SVLP-QDs are subjected to incubation with living cells and the intracelluar behaviors of them are imaged. SVLP-QDs are shown to enter the cells by caveolar endocytosis, travel along the microtubules and accumulate in the endoplasmic reticulum. This process mimics the early infection steps of SV40. This is the first paradigm of imaging viral behaviors with encapsidated QDs in living cells, confirming the feasibility of such a virus labeling and tracing strategy. The work, which involves the interplay of biology, chemistry and n
结题摘要
为了研究生物分子纳米尺度自组装规律以及示踪病毒在活细胞中的侵染、转移和定位，本课题利用猴病毒40（SV40）主要衣壳蛋白VP1进行体外分子自组装包装量子点，成功构建了内含量子点的SV40病毒样颗粒（即SV40病毒样颗粒-量子点）；同时进行了病毒样颗粒包装不同表面化学性质的量子点的研究，发现多种具有不同表面修饰分子的量子点均可被包装，说明SV40病毒样颗粒对量子点的不同表面化学性质具有良好的兼容性，特别是包装不依赖于量子点的表面电荷。经透射电镜、动态光散射和光谱学表征发现，SV40病毒样颗粒-量子点嵌合纳米颗粒大小均一，直径约24 nm，具有与未包装的量子点类似的荧光性质，且稳定性良好。将其与活细胞孵育，实时追踪了其"侵染"过程，发现SV40病毒样颗粒-量子点通过胞膜窖介导的内吞进入细胞，沿微管在胞内转运，最终聚集在内质网，这些行为与天然野生型SV40侵染的早期步骤是类似的。本工作结合了生物、化学和纳米等多学科，研究了病毒衣壳蛋白体外自组装包装纳米颗粒的规律，建立了基于量子点包装的病毒标记及其侵染活细胞内动态示踪的新技术和新模式。