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中国科学家发现重要线索 解读新型冠状病毒

作者:
2020-01-22 11:49:46

武汉新型冠状病毒感染的肺炎病例仍在蔓延。今天,中国科学家发表的一篇最新论文,为我们认识这种新型病毒提供了重要线索。


中国科学家发现重要线索 解读新型冠状病毒

中国科学院上海巴斯德研究所郝沛研究员、军事医学研究院国家应急防控药物工程技术研究中心钟武研究员和中科院分子植物卓越中心合成生物学重点实验室李轩研究员合作,在《中国科学:生命科学》英文版(SCIENCE CHINA Life Sciences)发表论文,首次揭示新型冠状病毒进化来源,以及其传播依赖的可能蛋白。

解读新型冠状病毒

2020年1月10日,第一例武汉新型冠状病毒(2019-nCoV)基因组测序完成,之后相继有5个样本的病毒基因组序列公布。为了探究病毒与已知冠状病毒的异同,推测其进化途径,研究比较了新型冠状病毒与两种已知会在人群中传播的冠状病毒——SARS和MERS(中东呼吸综合征)。

这项最新研究显示,目前已知的6个新型冠状病毒基因组序列几乎完全一致,并且从基因序列同源性上来说,新型冠状病毒更接近SARS- CoV,而不是MERS- CoV。新型冠状病毒目前可以归到Beta型冠状病毒属中,该种属在演化树上来说,与SARS-CoV和MERS-CoV接近,但不完全一样。

新型冠状病毒、SARS-CoV的病毒外类群都为蝙蝠中的冠状病毒HKU9-1,而许多与冠状病毒有联系的人类感染冠状病毒都和蝙蝠有关,许多冠状病毒的天然宿主都是蝙蝠,该研究指出蝙蝠很有可能就是武汉新型冠状病毒的原生宿主,经过演化变异,完成了蝙蝠-人的传播。不过,从蝙蝠到人可能还存在更多的中间宿主。

此外,研究专门分析了新型冠状病毒的感染方式,目的是为了区分其与SARS和MERS的传播方式异同。在冠状病毒中有一个关键的S蛋白,其能被分成两个功能单位:S1和S2。S1能够促进病毒结合到宿主细胞受体的能力,其含有一个重要的C端RBD结构域,正是这个位置负责和受体结合。

总体来说,新型冠状病毒和SARS的S蛋白同源性较低。根据计算机分析结果,两种病毒S蛋白的氨基酸序列相似度只有76.47%。但是两种病毒RBD结构域的有一些基因区域与SARS有高度的同源性。其中SARS感染的5个关键位点中,有1个被新型冠状病毒保留,其余4个有氨基酸的替换和变化。

另外,ACE2蛋白是SARS病毒结合的关键性受体。经过分析,尽管新型冠状病毒S蛋白中与ACE2蛋白结合的5个关键氨基酸有4个发生了变化,但其维持了SARS病毒S蛋白与ACE2蛋白作用的原结构构象。这说明,新型冠状病毒仍是通过与SARS相同的受体和机制进行病毒感染和传播,这对后续的治疗工作有重要意义。

从病毒与受体结合强度来看,新型冠状病毒由于RBD结构域氨基酸变化,丢失了一些氢键作用,使得自由能上升。这说明新型病毒结合能力要弱于SARS-CoV,这暗示着其传染能力可能要比SARS弱,结合域结构更易被破坏。

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