发布时间:2020/09/17作者:admin

Nature子刊:揭示冠状病毒拦截宿主细胞制造病毒的新机制 有望帮助开发新型疗法及疫苗

近日,一篇发表在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的研究报告中,来自苏黎世联邦理工学院等机构的科学家们通过研究揭示了冠状病毒操控人类细胞完成病毒自身复制的新型分子机制;相关研究结果或有望帮助开发抵御冠状病毒感染的新型药物和疫苗。

图片来源:David S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank

与海盗劫持船只一样,病毒会控制所感染的细胞,因为每个病毒依赖于细胞中的资源和分子机器来进行复制,而这同样也适用于引发COVID-19的SARS-CoV-2;这项研究中,研究人员发现了一种新型机制,该机制能使得冠状病毒更倾向于生成自身的蛋白质而不是细胞自身所需的蛋白质,同时这种机制还会导致细胞大量减少自身蛋白的合成,而几乎只产生病毒蛋白质,这不仅会促进新病毒的产生,还会抑制宿主机体抵御冠状病毒感染的免疫反应。

在SARS-CoV-2感染期间当病毒进入到宿主细胞后,病毒蛋白NSP1就会作为首批病毒蛋白被生产,通过对其它冠状病毒的研究发现,NSP1会抑制细胞自身蛋白质的产生,然而目前研究人员并不清楚其具体过程到底是如何发生的;本文中,研究者揭示了NSP1抑制细胞蛋白产生的机制。

核糖体是能够帮助蛋白质产生的细胞机器,其能够读取mRNA的信息并按照相应的顺序组装合成氨基酸,在阅读过程中,mRNA会通过核糖体上的一个通道,研究者表示,NSP1能与该通道结合从而阻断核糖体发挥作用,利用低温电镜技术,研究人员就能在原子分辨率下揭示NSP1在核糖体上的结合位点,而且详细的图像也能够为研究者提供重要的信息,帮助后期开发潜在抑制NSP1结合同时还不干预核糖体功能的新型药物,如果NSP1不再与核糖体相互作用的话,其就会激活宿主机体的细胞防御系统从而阻断病毒的复制过程。

通过进行生化和细胞实验,研究人员表示,单单NSP1就足以抑制蛋白质的产生,基于NPS1结合模式的详细图谱信息,研究人员就能制造出修饰化的失去抑制效应的NSP1突变体,携带NSP1失活突变体的SARS-CoV-2或许就能潜在被中和,从而就无法诱发重症疾病的发生,而诸如此类减毒病毒也能被潜在用来开发新型疫苗。

此外,研究人员还非常感兴趣研究为何尽管NPS1能够抑制核糖体的功能,病毒的蛋白仍然会大量产生,他们发现,与细胞mRNAs相比,病毒的RNA具有独特的特性以便于核糖体能够对其有效阅读,而通过NSP1阻断核糖体的功能,功能性的核糖体就会变得稀缺,同时病毒的RNA也会制造细胞中近乎一半的RNA;在这种情况下,与细胞自身的mRNAs相比,病毒的RNA就更倾向于被功能性的核糖体所读取。(生物谷Bioon.com)