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新冠病毒侵染人体的那一刻到底发生了什么?本期“科学发布”的这项成果,登上过《Science》封面,也获得了省自然科学奖一等奖
发布日期:2021-10-12 15:06 访问次数: 字号:[ ]


       最近,全球新冠大流行的主要毒株,也是本次国内疫情的“罪魁祸首” 德尔塔( Delta)变异株,让新冠病毒又一次站在了风口浪尖。

  新冠病毒为何能骗过免疫系统?它是怎样进入细胞繁衍后代的?新冠病毒是如何与人体健康细胞结合,从而引发肺炎等病症的?

  从新冠疫情暴发伊始,全球的科学家都在对此展开研究。而早在去年3月,在当期《Science》封面上,我们就看到了有着冠状突起的病毒“登陆”人体细胞的瞬间。


  这是西湖大学周强实验室发表的论文,他们在文中首次解析了新冠病毒表面S 蛋白的受体结合结构域与细胞表面受体 ACE2 的全长蛋白复合物的三维结构,展示了新冠病毒侵染人体细胞的详细情形。这项研究成果也获得了2020年度浙江省自然科学奖一等奖。

  今天下午,周强研究员带着他对新冠病毒的研究来到杭州市科技工作者服务中心,为大众做了一场应景的“科学发布”。


  知己知彼看清病毒入侵过程

  百战不殆科学助力全民抗疫

  新冠疫情的爆发,让冠状病毒、S蛋白、ACE2这些冷僻的生物学名词进入公众视野。

  冠状病毒表面布满了刺突糖蛋白(spike glycoprotein,简称为S蛋白),使得病毒颗粒看起来像是日冕 (solar corona)一样。Corona词根的本意是“王冠”,冠状病毒也因此得名。ACE2全称为血管紧张素转化酶2,是人体内一种参与血压调节的蛋白,在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。

  尽管业内专家已经知道ACE2是“敌人进攻”的最前线,但在疫情暴发前,科学家们从未看清ACE2的全貌,以及ACE2与新冠病毒S蛋白的相互作用过程。


  西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术,在世界上首次成功解析出了新冠病毒受体ACE2的全长结构,以及新冠病毒与全长受体ACE2复合物的结构。

  研究人员发现,在形态上,新冠病毒的S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面,又像病毒的一只手,紧紧抓住ACE2。

  对于S蛋白与ACE2之间的关系,西湖大学特聘研究员陶亮有过一个形象的比喻:“如果把人体想象成一间房屋,把新冠病毒想象成强盗,那么,ACE2就是这间房屋的门把手;S蛋白抓住了它,病毒进而长驱直入闯进人体细胞。”


  “知道锁孔长啥样,然后照这个配钥匙。不然就要用无数个钥匙去试哪个可以开门。”一位网友曾如此评价这项研究的价值。

  正所谓知己知彼,方能百战不殆。因为蛋白质的结构在很大程度上决定了它的性质与功能,看清新冠病毒S蛋白、ACE2及其相互作用的结构,相当于看清了“敌人的样子”,为后续科学家的靶向药物研究提供了更多信息。

  新冠病毒基因组复制时易于出错,加上感染人数巨大,导致如今新冠病毒变异株层出不穷。其中直接帮助病毒入侵细胞的S蛋白是突变发生的热点,造成了病毒更强的传染力。针对病毒的特效药还在研究过程当中,目前注射疫苗依然是防控疫情最有效的手段。


信息来源:市科技局
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