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。
圣路易斯华盛顿大学工程与应用科学学院助理教授Michael Vahey和加州大学伯克利分校工程生物系统工程主席兼生物工程主任Daniel A. Fletcher的论文证明了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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