几十年来科学家们已经知道，人体内的流感病毒与实验室中生长的病毒有很大不同。与培养皿中的均匀，球形，教科书式病毒相反，在人类中，它们的形状和组成不同-特别是某些蛋白质的丰度-即使它们在遗传上非常相似。
 
然而，很难研究这些蛋白质在任何单个病毒上的确切数量和位置。细胞生物学中的首选方法是将荧光蛋白附着到感兴趣的区域;光线使该区域更容易成像和研究。
 
但是试图将荧光蛋白附着到构成流感病毒的分子上，就好像试图让第三人使用双人自行车：只是没有空间。荧光蛋白与流感蛋白的大小差不多;引入这样一个相对较大的元素会使病毒摆脱困境。
 
通过一纸迈克尔Vahey，助理教授工程与应用科学学院在华盛顿大学圣路易斯分校和Daniel A.弗莱彻，珀内杜·查特吉主席在生物工程系统和加州大学伯克利分校的大学生物工程主席，表明流感蛋白可以使用不同的方法标记。该过程已经产生了信息，该信息至少暗示了具有如此多流感表型的一个优点，即在遗传上相同的流感颗粒中发现的各种形状和构型。
 
该论文于11月9日发表在Cell杂志上。
 
“在什么情况下它是适应性的，怎么样？”Vahey问道。“这是了解这一点的第一步。但这不是一个完整的图景。”
 
为了摆脱标签困难，Vahey采用了一种方法，通常用于标记蛋白质上的特定区域，称为“位点特异性标记”。他没有使用荧光蛋白，而是将5至10个氨基酸长的序列插入构成甲型流感病毒的蛋白质中。这是最常见的流感病毒，也是对人类最危险的病毒。
 
插入这些短序列后，他引入了酶和少量荧光染料。这些酶采用不同的染料分子并将它们连接到工程化的病毒蛋白上，使研究人员能够在不破坏它们-或它们构成的病毒-的功能的情况下查看单个蛋白质。
 
研究人员特别感兴趣的是蛋白质血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）。HA负责允许流感病毒附着在细胞上，NA负责将病毒与细胞分离，以便它可以继续感染其他病毒。（这是H1N1或H3N2等名称的来源;病毒表面具有不同类型的HA和NA，由特定数字或亚型引用）。
 
“一旦我们能够标记单个病毒，我们就可以对它们进行成像，并量化它们每个颗粒中每种蛋白质的含量，以及该颗粒的大小，”Vahey说。
 
利用特定位点标记克服了流感病毒研究中长期存在的挑战。现在，他们可以采取更详细的观点，Vahey和Fletcher决定这样做，建立一个实验，可以帮助他们了解个体流感病毒中的变异是否具有适应性，帮助病毒传播感染。
 
研究人员研究了从细胞中释放的各种流感病毒，其中一些病毒用阻止NA作用的物质进行治疗，从细胞中释放病毒。（这就是抗病毒药物达菲的作用方式。如果病毒不能从细胞中释放出来，它就不能传播和繁殖）。
 
然后，他们将能够从未处理细胞分离的病毒颗粒与能够从用NA抑制剂处理的细胞分离的病毒颗粒进行比较。
 
联系：流感可能是物种跳跃的一种方式
 
你听说过禽流感和猪流感。那是因为流感是人畜共患的，它可以从一种动物转移到另一种动物。病毒的异构性可能有助于它做到这一点。
 
“通常情况下，病毒结合的受体与鸟类和人类不相同，”工程与应用科学学院助理教授Michael Vahey表示，但流感病毒几乎像魔术贴一样与受体结合。“有许多不同的钩子，你拥有的越多，剥掉它就越难。”在流感的情况下，“钩子”是血凝素（HA）。
 
具有大量HA的变异动物流感病毒可能成功地附着于人体细胞，从而创造了使人类感染流感的新方法。
 
“我们发现，较小或具有更多NA的病毒对NA抑制剂的抵抗力更强，”Vahey说。“他们更有可能从被Tamiflu挑战的细胞中脱离出来。”然后他们可以继续感染更多的细胞。
 
结果表明，这两种变异-小于平均值，或具有更多NA-可能对发现自己患有达菲的人的病毒有益。这是一个例子，说明各个病毒之间的多样性可能是多么有利。
 
另一方面，具有更多HA或更大的病毒可以更强地与细胞结合。“在任何特定情况下，在该范围内的任何地方都可能是有益的，”Vahey说。“在达菲治疗的情况下，你正在抑制NA，使得碰巧有更多NA并且碰巧变小的病毒现在有一点腿了。”
 
更广泛地说，Vahey说：“如果你的环境随着时间的推移而迅速变化，如果你依赖于遗传适应，你可能会遇到一些麻烦，因为突变需要一定的时间才能积累。”但表型多样性相对较快地产生变化。每次病毒复制时，下一代都会显示一系列变异，其中一些可能适合其发现自身的环境。
 
在此过程中，表型的重要性可能对新型流感疫苗的开发产生影响。“通常在开发流感疫苗时，你担心病毒的遗传变化会如何降低疫苗的有效性，”Vahey说。“这可能是一个额外的考虑因素，病毒表型的变异可能会有所贡献。”
 
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