赖斯大学的科学家通过切碎病毒蛋白，发现了一条通往病毒状纳米级装置的道路，这种装置可能能够将药物传递给细胞。

该蛋白质是构成天然腺相关病毒(AAV)的衣壳(称为衣壳)的三种蛋白质之一。通过逐渐减小蛋白质的版本，研究人员制造了具有独特能力的衣壳，并了解了许多有关AAV的机制。

该研究发表在美国化学学会期刊ACS Nano上。

赖斯生物工程师郑荣秀(Junghae Suh)研究了不引起疾病的AAV的操纵方法，以运送有用的货物，例如化学疗法药物。她的研究导致了可以被光或与某些疾病相关的细胞外蛋白酶触发的病毒的发展。

AAV很小-大约25纳米-且在坚韧的衣壳内包含单链DNA，该衣壳由称为VP1，VP2和VP3的蛋白质镶嵌物组成。Suh说，AAV已用于传递基因疗法的有效载荷，但没人知道AAV衣壳在受到外部刺激时如何在物理上重新配置。那是她实验室的起点。

她说：“这种病毒具有隐藏在衣壳内部的固有肽(小蛋白质)结构域。”“当病毒感染细胞时，它会感知到低pH值和其他内体因子，这些肽结构域会弹出到病毒衣壳表面。

”这种构象变化(我们称为“可激活的肽展示”)对于Suh说：“因为外部结构域破坏了内体膜并允许病毒逃逸到细胞质中，因此，这些结构域中的核定位序列使病毒能够迁移到细胞核中。”我们相信我们可以用其他东西来代替该功能。”

Suh及其主要作者和Rice研究生Nicole Thadani认为，他们的突变型AAV可以成为“生物计算纳米粒子”，用于检测和处理环境输入并产生可控制的输出。修改衣壳是第一步。

在这三种天然衣壳蛋白中，只有VP1和VP2可以被触发以暴露其功能性肽，但是它们都不能单独形成衣壳。较短的VP3可以自己形成衣壳，但不显示肽。在天然AAV中，VP3蛋白的比例超过10：1。

这限制了可以暴露的肽的数量，因此Suh，Thadani及其合作者着手改变比例。这导致他们截断VP2并用VP3合成花叶衣壳，从而成功改变了暴露肽的数量。根据先前的研究，他们插入了一个常见的六组氨酸标签，可以很容易地监视肽区域的表面展示。

他丹尼说：“我们希望提高蛋白质的可激活特性，使其超出天然病毒衣壳中的蛋白。”“现在，我们不仅可以显示每个衣壳五个肽的拷贝，还可以显示20或30个肽，并获得我们想要的更多生物活性。”

然后，他们制作了一个截短的VP2，能够自行形成衣壳。Suh说：“结果令人惊讶，对我们而言并不明显。”“我们将VP2成分切碎，形成了我们所谓的同质衣壳，其中整个衣壳仅由该突变亚基组成。这使我们的病毒似乎总是在表面上具有肽'刷子'。

”她说：“这种病毒结构在自然界中从未见过。我们用这种肽刷得到了一个颗粒，到处都有松散的末端。现在我们想知道我们是否可以使用这些松散的末端来附加其他东西或执行其他功能。”

研究人员说，同质AAV最多可显示60种肽，而镶嵌AAV可以编程为对特定细胞或组织特异的刺激作出反应，并显示较少的所需肽。