李兰娟联合科研团队揭示首个新冠病毒全病毒精细结构

2020-09-16 13:45:54 来源: 科技日报 作者: 江耘 洪恒飞 王蕊

洪恒飞 王蕊 科技日报记者 江耘

16日,记者从浙江大学医学院附属第一医院获悉,浙大一院传染病诊治国家重点实验室李兰娟院士课题组联合清华大学生命学院李赛研究员课题组,在国际上首次解析了真实新型冠状病毒全病毒三维精细结构,达到了前所未有的分辨率,对深入了解新冠病毒的生物特性、疫苗设计、抗病毒药物研发等具有重要意义。

全球首个揭示新冠病毒全病毒三维精细结构及核糖核蛋白复合物的分子组装 课题组供图

冠状病毒因其如日冕般外围的冠状而得名,这些冠状物质叫做刺突蛋白,是一种糖蛋白,是病毒进入人体细胞的“钥匙”。该研究直接在病毒上开展科研工作,原位解析了新型冠状病毒表面刺突蛋白的天然构象和分布。

科研人员发现,新冠病毒的刺突蛋白像“链锤”一样可以在病毒表面自由摆动,“上端粗、下端细”的特性有助于病毒灵活“抓住”细胞表面,与之结合入侵细胞,感染人体。科研人员还发现,新冠病毒刺突蛋白的朝向暗藏玄机——将刺突蛋白比喻成一把伞,雨伞张开被称为“向上”,它就像是亮出武器、感染细胞;当雨伞关闭被称为“向下”,它就像收起兵器,以免被机体识别击溃。新冠病毒刺突蛋白97%都向下,这成为它不易被抗体及药物等击败的原因之一。

此外,科研团队开创性地揭示了病毒腔内核糖核蛋白复合物天然结构及其组装机制——这些复合物像串珠一样把核糖核酸组织在一起,并在病毒体内有序排列,不仅解决了在有限空间内收纳超过自身容量核糖核酸的难题,还加固了病毒本身结构,使它能够经受住人体外复杂环境中的各种理化因素破坏的挑战,这是可以解释新冠病毒长期在外环境存活的一个重要因素。

目前已经在研制的基因工程疫苗都是基于体外重组表达的刺突蛋白研究成果,这与病毒原位状态下是否存在差异?已研制的疫苗是否对病毒有效?科研团队进一步通过质谱分析刺突蛋白的糖基化组成,发现体外重组表达的刺突蛋白与病毒原位状态刺突蛋白的糖基化修饰具有高度相似性,这对灭活病毒疫苗、基因工程重组疫苗以及中和抗体的研发具有重要指导意义。该研究成果已在国际权威刊物《细胞》发表。

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责任编辑:何沛苁

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