Correlative multi-scale cryo-imaging unveils SARS-CoV-2 assembly and egress.
Correlative multi-scale cryo-imaging unveils SARS-CoV-2 assembly and egress.
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相关的多尺度冷冻成像揭示了SARS-CoV-2的组装和出口。
DOI：
10.1038/s41467-021-24887-y
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发表时间：
2021-07-30
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhang P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mendonça L;Howe A;Gilchrist JB;Sheng Y;Sun D;Knight ML;Zanetti-Domingues LC;Bateman B;Krebs AS;Chen L;Radecke J;Li VD;Ni T;Kounatidis I;Koronfel MA;Szynkiewicz M;Harkiolaki M;Martin-Fernandez ML;James W;Zhang P
自SARS-CoV-2大流行爆发以来，人们对纯化的病毒组分和灭活病毒进行了大量的结构研究。然而，关于SARS-CoV-2感染如何在天然细胞环境中进展的结构和超微结构证据很少，并且缺乏对SARS-CoV-2复制周期的全面了解。为了将SARS-CoV-2诱导的细胞病变事件与冷冻水化细胞中的病毒复制过程相关联，我们建立了一个独特的多模式，多尺度冷冻相关平台来成像SARS-CoV-2感染Vero细胞。该平台将连续cryoFIB/SEM体积成像和软X射线冷冻断层扫描与基于细胞层的冷冻电子断层扫描（cryoET）和亚断层图像平均相结合。在这里，我们报告了关键的SARS-CoV-2结构事件-例如，病毒RNA转运门户，病毒组装中间体，病毒出口途径，和天然病毒刺突结构，在全细胞体积的背景下，揭示了剧烈的细胞病变变化。这种综合方法允许从整个细胞到单个分子的SARS-CoV-2感染的整体视图。在这项研究中，Peijun Zhang及其同事使用cryoFIB/SEM体积成像和软X射线冷冻断层扫描，冷冻电子断层扫描（cryoET）细胞外周，薄层和亚断层扫描平均，以在全细胞图像的背景下放置SARS-CoV-2感染周期中的关键结构事件。
Since the outbreak of the SARS-CoV-2 pandemic, there have been intense structural studies on purified viral components and inactivated viruses. However, structural and ultrastructural evidence on how the SARS-CoV-2 infection progresses in the native cellular context is scarce, and there is a lack of comprehensive knowledge on the SARS-CoV-2 replicative cycle. To correlate cytopathic events induced by SARS-CoV-2 with virus replication processes in frozen-hydrated cells, we established a unique multi-modal, multi-scale cryo-correlative platform to image SARS-CoV-2 infection in Vero cells. This platform combines serial cryoFIB/SEM volume imaging and soft X-ray cryo-tomography with cell lamellae-based cryo-electron tomography (cryoET) and subtomogram averaging. Here we report critical SARS-CoV-2 structural events – e.g. viral RNA transport portals, virus assembly intermediates, virus egress pathway, and native virus spike structures, in the context of whole-cell volumes revealing drastic cytppathic changes. This integrated approach allows a holistic view of SARS-CoV-2 infection, from the whole cell to individual molecules. In this study, Peijun Zhang and colleagues use cryoFIB/SEM volume imaging and soft x-ray cryo-tomography with cryo-electron tomography (cryoET) of cellular periphery, lamellae, and subtomogram averaging to place critical structural events in the SARS-CoV-2 infection cycle in the context of whole-cell images.
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