《自然》长文:新冠病毒如何感染细胞及Delta为何这么毒

2021-8-3 19:58| 发布者: 国医正宗| 查看: 842| 评论: 0|原作者: Megan Scudellari|来自: nature(《自然》杂志)

摘要: 与流感病毒等其他病毒表面的刚性融合蛋白相比,新冠病毒的刺突蛋白非常灵活,能在三个点像铰链一样活动。刺突蛋白就能任意掉头、摇摆、转动,这有利于它对细胞表面进行扫视,或是用多个刺突蛋白与一个人体细胞相结合 ...

研究人员正在努力剖析新冠病毒的生命周期,看看它有哪些逃逸免疫系统的招数。

新冠病毒(SARS-CoV-2)有着很不一般的“糖衣”。“太惊人了。”Rommie Amaro盯着她为新冠病毒标志性刺突蛋白做的计算机模拟说道。这些刺突蛋白从新冠病毒的表面突起,包裹在聚糖(glycan)这种糖分子里。

“如果它包裹在这些聚糖中,那几乎就无法识别。”加州大学圣迭戈分校的计算生物物理化学家Amaro说。

为了伪装,许多病毒都会用聚糖包裹表面蛋白,就像披着羊皮的狼,逃过人体免疫系统的监视。去年,Amaro的实验小组与合作者基于结构和遗传学数据,利用超级计算机进行逐原子渲染,对这层“羊皮”进行了迄今精度最高的可视化。2020322日,她在推特上发布了模拟结果。还不到一个小时,一位研究人员在评论中问道,从刺突蛋白顶部突出的无包裹裸露环状结构是什么?

Amaro被问倒了。但10分钟后,得克萨斯大学奥斯汀分校的结构生物数学家Jason McLellan回复道,这个裸露的环状结构是一个受体结合结构域(RBD),是刺突蛋白与人细胞表面受体结合的三个区域之一(见“藏起来的刺突蛋白”)。

《自然》长文:新冠病毒如何感染细胞及Delta为何这么毒

来源:Structural image from Lorenzo Casalino, Univ. California, San Diego (Ref. 1); Graphic: Nik Spencer/Nature


Amaro的模拟中,当RBD上升到这团聚糖的顶部时,两个聚糖会突然将其锁住,就像自行车的撑脚架一样。如果Amaro改变计算机模型中的聚糖,RBD就会倒塌。McLellan的团队设法在实验室进行了同样的实验。到20206月,这些合作者已经报道称,改变这两个聚糖会降低刺突蛋白与人细胞受体的结合力[1]——之前从未在冠状病毒中发现过这种作用,McLellan说。剪掉这两个聚糖或能降低新冠病毒的感染性,Amaro说,可惜研究人员尚未找到这么做的方法。

自新冠疫情出现以来,研究人员已经对该病毒如何感染细胞有了详尽的认识。通过解析整个感染过程,研究人员希望凭借改良的疗法或疫苗抑制感染,同时搞清楚Delta等最新毒株的传播力为何会上升。

过去19个月的不懈努力,加之数十年的冠状病毒研究,我们正逐渐解开新冠病毒是如何一步步侵入人体细胞的(见“新冠病毒的生命周期”)。研究人员确定了新冠病毒能以出人意料的力量抓住人体细胞,而后立即遁形的关键适应机制。随后,新冠病毒离开细胞时又会使出关键一招,令其病毒颗粒能继续感染更多人体细胞。这是新冠病毒用来迅速传播、夺人性命的一些招数。帝国理工学院病毒学家Wendy Barclay说:“这是新冠病毒难以遏制的原因。” 

 《自然》长文:新冠病毒如何感染细胞及Delta为何这么毒

来源:Hui (Ann) Liu, Univ. Utah; 图:Nik Spencer/Nature


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