Single Virus Tracking (SVT) is a key technique to understand how individual viral particles evolve during the infection cycle. In the case of the human immunodeficiency virus (HIV-1), this technology, which can be employed using a simple and affordable wide-field microscope, has proven to be very useful in the first steps of infection, such as the kinetics of the fusion reaction or the point of fusion within live cells. Here, we describe how SVT in combination with other spectral imaging approaches is a powerful technique to illuminate crucial mechanistic aspects of the HIV-1 fusion reaction. We also stress the role of our laboratory in elucidating a few mechanistic aspects of retroviral fusion employing SVT such as: (i) the role of dynamin, (ii) how metabolism modulates membrane composition and cholesterol and its impact in fusion, (iii) the importance of envelope glycoprotein (Env) intra- and inter-molecular dynamics for neutralization, or (iv) the time-resolved fusion stoichiometry in three characteristic steps for the HIV-1 prefusion step. These observations constitute a good testimony of the complexity of retroviral fusion and show the strength of SVT when applied to live cells and combined with quantitative spectral approaches. Finally, we propose several crucial remaining questions around HIV-1 fusion and how the combined use of these technologies, always in live cells, will be able to shed light into the intricacies of arguably the most important step of the HIV-1 infection cycle.

中文翻译：

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时间分辨单病毒跟踪和光谱成像以了解 HIV-1 进入和融合

单一病毒追踪 (SVT) 是了解单个病毒颗粒在感染周期中如何进化的关键技术。就人类免疫缺陷病毒 (HIV-1) 而言，这项技术可以通过简单且经济实惠的广角显微镜来使用，已被证明在感染的第一步非常有用，例如病毒的动力学活细胞内的融合反应或融合点。在这里，我们描述了 SVT 与其他光谱成像方法的结合如何成为一种强大的技术来阐明 HIV-1 融合反应的关键机制方面。我们还强调我们的实验室在阐明使用 SVT 的逆转录病毒融合的一些机制方面的作用，例如：（i）动力蛋白的作用，（ii）新陈代谢如何调节膜组成和胆固醇及其对融合的影响，(iii) 包膜糖蛋白 (Env) 分子内和分子间动力学对中和的重要性，或 (iv) HIV-1 预融合步骤的三个特征步骤中的时间分辨融合化学计量学。这些观察结果很好地证明了逆转录病毒融合的复杂性，并显示了 SVT 在应用于活细胞并与定量光谱方法相结合时的强度。最后，我们提出了几个关于 HIV-1 融合的关键遗留问题，以及这些技术（总是在活细胞中）的结合使用将如何能够阐明可以说是 HIV-1 感染周期中最重要步骤的复杂性。或 (iv) HIV-1 预融合步骤的三个特征步骤中的时间分辨融合化学计量学。这些观察结果很好地证明了逆转录病毒融合的复杂性，并显示了 SVT 在应用于活细胞并与定量光谱方法相结合时的强度。最后，我们提出了几个关于 HIV-1 融合的关键遗留问题，以及这些技术（总是在活细胞中）的结合使用将如何能够阐明可以说是 HIV-1 感染周期中最重要步骤的复杂性。或 (iv) HIV-1 预融合步骤的三个特征步骤中的时间分辨融合化学计量学。这些观察结果很好地证明了逆转录病毒融合的复杂性，并显示了 SVT 在应用于活细胞并与定量光谱方法相结合时的强度。最后，我们提出了几个关于 HIV-1 融合的关键遗留问题，以及这些技术（总是在活细胞中）的结合使用将如何能够阐明可以说是 HIV-1 感染周期中最重要步骤的复杂性。