發布時間:2020/09/17作者:admin

Nature子刊:揭示冠狀病毒攔截宿主細胞制造病毒的新機制 有望幫助開發新型療法及疫苗

近日,一篇發表在國際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中,來自蘇黎世聯邦理工學院等機構的科學家們通過研究揭示了冠狀病毒操控人類細胞完成病毒自身復制的新型分子機制;相關研究結果或有望幫助開發抵御冠狀病毒感染的新型藥物和疫苗。

圖片來源:David S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank

與海盜劫持船只一樣,病毒會控制所感染的細胞,因為每個病毒依賴于細胞中的資源和分子機器來進行復制,而這同樣也適用于引發COVID-19的SARS-CoV-2;這項研究中,研究人員發現了一種新型機制,該機制能使得冠狀病毒更傾向于生成自身的蛋白質而不是細胞自身所需的蛋白質,同時這種機制還會導致細胞大量減少自身蛋白的合成,而幾乎只產生病毒蛋白質,這不僅會促進新病毒的產生,還會抑制宿主機體抵御冠狀病毒感染的免疫反應。

在SARS-CoV-2感染期間當病毒進入到宿主細胞后,病毒蛋白NSP1就會作為首批病毒蛋白被生產,通過對其它冠狀病毒的研究發現,NSP1會抑制細胞自身蛋白質的產生,然而目前研究人員并不清楚其具體過程到底是如何發生的;本文中,研究者揭示了NSP1抑制細胞蛋白產生的機制。

核糖體是能夠幫助蛋白質產生的細胞機器,其能夠讀取mRNA的信息并按照相應的順序組裝合成氨基酸,在閱讀過程中,mRNA會通過核糖體上的一個通道,研究者表示,NSP1能與該通道結合從而阻斷核糖體發揮作用,利用低溫電鏡技術,研究人員就能在原子分辨率下揭示NSP1在核糖體上的結合位點,而且詳細的圖像也能夠為研究者提供重要的信息,幫助后期開發潛在抑制NSP1結合同時還不干預核糖體功能的新型藥物,如果NSP1不再與核糖體相互作用的話,其就會激活宿主機體的細胞防御系統從而阻斷病毒的復制過程。

通過進行生化和細胞實驗,研究人員表示,單單NSP1就足以抑制蛋白質的產生,基于NPS1結合模式的詳細圖譜信息,研究人員就能制造出修飾化的失去抑制效應的NSP1突變體,攜帶NSP1失活突變體的SARS-CoV-2或許就能潛在被中和,從而就無法誘發重癥疾病的發生,而諸如此類減毒病毒也能被潛在用來開發新型疫苗。

此外,研究人員還非常感興趣研究為何盡管NPS1能夠抑制核糖體的功能,病毒的蛋白仍然會大量產生,他們發現,與細胞mRNAs相比,病毒的RNA具有獨特的特性以便于核糖體能夠對其有效閱讀,而通過NSP1阻斷核糖體的功能,功能性的核糖體就會變得稀缺,同時病毒的RNA也會制造細胞中近乎一半的RNA;在這種情況下,與細胞自身的mRNAs相比,病毒的RNA就更傾向于被功能性的核糖體所讀取。(生物谷Bioon.com)