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快速筛查冠状病毒感染力,《自然》子刊发表新方法

时间:2020-03-10

来源:学术编辑

Today,自然微生物学,《自然》的一个专门从事微生物学的附属机构,正式发布了一篇关于冠状病毒研究的同行评议论文。

美国国家过敏和传染病研究所的病毒学家报道了一种快速筛查方法,用于检测人类冠状病毒感染的可能性。研究人员利用这种新型冠状病毒(非典冠状病毒2型)试验,快速确认这种新型冠状病毒通过乙酰乙酸受体感染人类细胞。该结果之前通过预先打印的网站bioRxiv发布,这与中国病毒学家史的研究团队于《自然》正式发布的结果一致。

该论文的交流作者之一文森特蒙斯特博士研究了在蝙蝠、骆驼和其他物种中发现的各种冠状病毒。科学家在世界各地的野生动物群体中发现了数千个冠状病毒序列。目前,已知只有少数冠状病毒穿过物种屏障,从动物传播到人类,成为人畜共患病毒。不幸的是,这种新型冠状病毒的爆发,像非典病毒一样,可能导致人类严重的呼吸道疾病。

医学康德内容团队图谱

在分类中,新的冠状病毒和非典病毒都属于β冠状病毒的B型,迄今已发表了200多种病毒序列。引起中东呼吸综合征的中东呼吸综合征病毒属于C β型冠状病毒。

为了能够及时准确地预测下一次人畜共患病毒的爆发,病毒学家开发了一种利用病毒基因序列信息快速筛选新发现的β冠状病毒是否有可能感染人体的方法。

这种方法是基于病毒进入宿主细胞(如人类细胞)是跨物种传播的一个重要步骤。具体来说,所有冠状病毒都编码一种表面蛋白,即刺突蛋白(S蛋白),它与宿主细胞的受体结合,帮助病毒进入细胞。对于β-冠状病毒,受体结合域(RBD)是S蛋白的一部分,是与宿主细胞直接相互作用的媒介。

▲非典病毒S蛋白通过RBD和ACE2受体的结合进入人体细胞(图片来源:参考文献[1)

蒙斯特教授及其同事开发的新方法针对B β型冠状病毒S蛋白RBD,取代了传统方法中合成整个S蛋白的全长序列,因此速度更快,成本效益比更高。

他们测试了所有已发表的RBD B型β冠状病毒的受体用途,包括与非典病毒结合的血管紧张素转换酶2(ACE2)和与中东呼吸综合征病毒结合的二肽基肽酶(DPP4)等。RBD被分成三个分支,与ACE2相连的属于分支1。

研究人员在论文中介绍说,在这项工作中,新的冠状病毒爆发了流行病。在疫情爆发之初,在中国科学家从病例中检测出病毒后,他们迅速测量了新冠状病毒的整个基因组序列,并将其公布于世。因此,作者根据基因序列合成并克隆了新冠状病毒的RBD,并用已知的冠状病毒使用的人受体对其进行了测试。

▲β冠状病毒通过已知受体进入细胞试验(照片来源:参考[1])

试验结果很快证实了新的冠状病毒可以像使用人ACE2受体的非典病毒一样有效地进入细胞。这一结论随后被其他研究证实。

最近,随着结构生物学家对S蛋白的高清晰度结构和新冠状病毒的ACE2受体的三维结构的分析结果相继公布,我们对新冠状病毒如何识别和入侵人类细胞有了更深入的了解。

由于科学家的努力,我们有可能提高预防未来传染病爆发的能力。然而,抗击这一流行病和预防疾病仍然需要我们每一个人的努力。

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