Optimal cytoplasmic transport in viral infections.
Optimal cytoplasmic transport in viral infections.
复制标题
病毒感染中的最佳细胞质运输。
DOI：
10.1371/journal.pone.0008165
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发表时间：
2009-12-30
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Chou, Tom
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D'Orsogna, Maria R.;Chou, Tom
对于许多病毒，感染真核细胞的能力取决于它们通过宿主细胞的细胞质和核膜的运输。在这个过程中，病毒内容物被生化处理成能够穿透核和基因组整合的复合物。我们开发了一个随机模型的病毒进入，包括所有相关方面的运输，包括对流沿着微管，生化转换，降解，和核入口。从运输速度、降解和生化转化率方面对核感染概率的分析表明，关键参数的某些值如何最大化病毒物质的核进入概率。这种“最佳”感染情况的存在取决于生化转化过程的细节，并意味着在病毒感染中可能存在违反直觉的影响，这表明了抗病毒治疗的新途径。这样的最佳参数值提供了一个合理的运输为基础的解释的限制因素的作用和实验观察到的最佳衣壳稳定性。最后，我们提出了一个新的解释，基因突变无关的药物作用机制，但可能会赋予新类型的整体耐药性。
For many viruses, the ability to infect eukaryotic cells depends on their transport through the cytoplasm and across the nuclear membrane of the host cell. During this journey, viral contents are biochemically processed into complexes capable of both nuclear penetration and genomic integration. We develop a stochastic model of viral entry that incorporates all relevant aspects of transport, including convection along microtubules, biochemical conversion, degradation, and nuclear entry. Analysis of the nuclear infection probabilities in terms of the transport velocity, degradation, and biochemical conversion rates shows how certain values of key parameters can maximize the nuclear entry probability of the viral material. The existence of such “optimal” infection scenarios depends on the details of the biochemical conversion process and implies potentially counterintuitive effects in viral infection, suggesting new avenues for antiviral treatment. Such optimal parameter values provide a plausible transport-based explanation of the action of restriction factors and of experimentally observed optimal capsid stability. Finally, we propose a new interpretation of how genetic mutations unrelated to the mechanism of drug action may nonetheless confer novel types of overall drug resistance.
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