近日，我院刘红荣、程凌鹏团队与中国疾控中心病毒病所宋敬东团队在长尾噬菌体结构研究领域取得突破，研究论文“Structure of the siphophage neck-tail complex suggests that conserved tail tip proteins facilitate receptor binding and tail assembly”在校定TOP期刊PLOS Biology（自科I类A级刊物）上发表。

噬菌体是侵染细菌的病毒，是地球上数量最为庞大、多样性最为丰富的生物实体，它不仅是基因工程的良好载体、抗生素的潜在替代品，也作为模式生物系统而广泛应用于病毒组装和感染等机制研究。绝大多数噬菌体为有尾噬菌体。成熟的有尾噬菌体颗粒由一个包裹致密DNA的二十面体（或拉长的二十面体）头部连接一个特殊尾部组成。噬菌体的尾部直接介导宿主细胞的识别与感染、基因组释放等关键功能。根据尾部形态，有尾噬菌体可分为：短尾噬菌体、长尾噬菌体和肌尾噬菌体。长尾噬菌体尾部细长而柔软，导致其原位结构解析非常困难。在此之前，研究者尚未获得完整长尾噬菌体的高分辨结构信息。

利用冷冻电镜单颗粒技术，结合自主编写的非对称重构和局部重构算法以及开源relion软件，刘红荣教授团队解析了首个长尾噬菌体lambda包括颈部、尾部和尾尖在内的原位全病毒结构（图1）。基于高分辨电子密度图，搭建了噬菌体lambda全尾部共246个蛋白分子的原子模型，揭示了尾部各蛋白之间的相互作用，提出了噬菌体lambda组装和感染的相关分子机制，为噬菌体lambda相关功能应用提供指导，同时也为理解其他长尾噬菌体的生命机制提供结构参考。该研究开发的非对称重构方法可有效应用于其他长尾噬菌体结构研究。

我校博士后肖浩、硕士谭乐、谭志雪为本文共同第一作者。中国疾控中心病毒病所宋敬东研究员、我校程凌鹏教授、刘红荣教授三人为本文共同通讯作者，张烨伟、陈文沅、李小武参与了本项研究工作。该工作得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目的资助。

在国家自然科学基金重点项目的资助下，近年来我院刘红荣领导的研究团队发展了系列基于冷冻电镜的病毒非对称三维重构的方法与软件，解析了系列非对称完整病毒颗粒原子结构，特别是在噬菌体非对称重构领域开展了大量较系统的研究工作。

噬菌体非对称结构解析工作的相关研究论文连接如下：

长尾噬菌体lambda：

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002441

短尾噬菌体T7:

https://www.pnas.org/content/118/37/e2102003118

https://journal.hep.com.cn/pac/EN/10.1007/s13238-020-00711-z

古菌硫化叶菌纺锤形病毒：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2119439119

短尾噬菌体GP4:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022283623003698

https://doi.org/10.3390/v14112431

肌尾噬菌体P1:

https://doi.org/10.3390/v15061267

图1.噬菌体lambda结构.A.整体结构.B, C.局部放大的高分辨密度图.D,E.门户蛋白、颈部、尾部各蛋白原子结构模型。

一审：贺兵香

二审：廖洁桥

三审：刘红荣