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在線雜志(中流雜志在線)浙江日報2020-03-04 23:57:09
美國東部時間2020年3月4日上午10點左右,《科學》雜志在線發表了題為《全長人類ace 2識別新型冠狀病毒的結構基礎》的研究論文 。本文報道了西湖大學周強實驗室首次成功解析了新型冠狀病毒細胞表面受體ACE2的全長三維結構,以及新型冠狀病毒表面S蛋白受體結合域與細胞表面受體ACE2全長蛋白的復合物的三維結構 。
此前,這兩項成果已分別于北京時間2月19日和2月21日在預印本平臺bioRxiv上發布,并第一時間向全社會公開 。(點擊查看這篇科普文章《西湖大學研究團隊又有重大突破:深度解密新冠肺炎感染人體的瞬間》)
德克薩斯大學西南醫學中心生物物理系負責人、霍華德休斯醫學研究所研究員邁克爾·k·羅森(Michael K. Rosen)表示,周強團隊的這項生物物理研究在理解新冠肺炎如何感染人體細胞方面取得了重要進展,相關研究成果最終將在開發新冠肺炎精確診斷和治療方法方面發揮關鍵作用 。
看看新鮮冠狀病毒感染人體的那一刻 。
新冠肺炎侵入人體的關鍵在于冠狀病毒表面的S蛋白和人體細胞表面的ACE2蛋白的結合 。如果把人體想象成一座房子,病毒是入侵者,那么ACE2就是這座房子的“門把手” 。s蛋白抓住了它,從而打開了人體的大門,病毒得以長驅直入 。
不僅是新冠肺炎,以SARS為代表的一部分冠狀病毒,都是通過ACE2侵入人體的 。但是科學家以前從未見過ACE2的全貌以及ACE2與新型冠狀病毒S蛋白的相互作用 。周強實驗室的研究幫助大家在最短的時間內“看清楚”了新冠肺炎感染人體的瞬間 。
他們發現新冠肺炎的S蛋白像橋梁一樣橫跨ACE2表面,這與SARS病毒非常相似,新冠肺炎S蛋白的受體結合結構域與SARS病毒序列有82%的相似性 。因此,我們可以比較新冠肺炎和SARS冠狀病毒在人體內結合細胞蛋白的能力 。這種結合能力可能會影響病毒的傳染性 。當然,是增強還是減弱,還需要通過其他實驗手段來驗證 。
加州大學洛杉磯分校分子和醫學藥理學與生物工程杰出教授孫仁認為,S蛋白與其受體之間的相互作用是病毒傳播的重要決定因素之一 。因此,通過觀察病毒跨物種傳播過程中和傳播后S蛋白受體結合域序列和相應結構的變化,是我們了解和確認傳播機制、預測傳播能力的有效途徑 。
“周強團隊的研究在理解病毒入侵細胞的機制方面邁出了重要一步,幫助我們進一步了解病毒跨物種和物種間的傳播 。對于不同冠狀病毒的S蛋白和不同宿主的ACE2,比較研究它們各種組合的相互作用模式,可能會得到更多的關鍵信息 ?!?br /> 科研是日積月累的 。
很多人都很驚訝 。武漢封閉后不到一個月,為什么周強的實驗室能這么快出成果?其實科研是有自身規律的,沒有奇跡,而是日積月累的積累 。
近兩年來,周強團隊在西湖大學從事人體氨基酸轉運蛋白的研究,這是一種在人體內專門轉運氨基酸的蛋白質 。在這個過程中,他們圈定了一些重要的蛋白質作為研究對象,包括ACE2 。周強在北京經歷過非典,對那次疫情記憶深刻 。SARS通過ACE2侵入人體 。他覺得這是一個非常重要的研究對象,雖然當時對ACE2的研究并不火熱 。
2019年底,武漢爆發新型冠狀病毒肺炎疫情 。這一次,病毒以ACE2為突破口進入人體 。周強很快意識到疫情的嚴重性,立即將新型冠狀病毒和全長ACE2的結構分析列為最高優先級 。與此同時,西湖大學與科研相關的冷凍電鏡中心和超級計算中心也已經行動起來 。無論是留在學校還是遠程介入,大家都全力以赴支持研究的快速推進 。
解析ACE2的全長結構,獲取新型冠狀病毒S蛋白,獲取S蛋白與ACE2的復合物,解析復合物的結構……這個小而精的團隊日夜奮戰,終于成功“重現”了新型冠狀病毒以超乎尋常的速度感染人體的瞬間 。
年輕的團隊很少理會網民的贊揚
目前,新冠肺炎疫情已經影響到全球,公眾對相關領域科研成果的期待前所未有 。周強的研究成果發布后,受到了公眾的高度關注 。微博話題新聞瀏覽量“一億”,網友的花式贊接踵而至 。
但這個年輕的研究團隊卻無動于衷 。在他們看來,他們只是完成了一項“工作” 。就像醫務工作者堅守一線治病救人,交警堅守高速公路執勤,物業管理堅守小區出入口量體溫,他們堅守科學戰場,在實驗室打贏了一場“抗疫之戰” 。
而這種堅持,就是我們能夠戰勝疫情的希望和信心 。
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