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揭开冠状病毒疾病的神秘面纱

发布时间: 2020-07-16 10:31 来源: 布鲁克(北京)科技有限公司BioSpin

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迄今为止,已有7种已知的冠状病毒会导致人体疾病,其中的4种只会导致轻型或中型疾病。在过去的20年里,其余3种冠状病毒逐渐出现在动物宿主身上,并且在全球范围内引起疫情,导致严重的呼吸道疾病甚至许多死亡案例。2002年爆发的严重急性呼吸综合征(SARS)是由SARS冠状病毒(SARS-CoV)引起的;而在2012年,中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)被发现,并持续导致疫情偶发和局部爆发。

 

最近感染到人类的冠状病毒是严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2),它于2019年12月在中国被首次报道,随后在2020年3月被世界卫生组织(WHO)确认为全球大流行病。这种病毒导致的疾病被称为COVID-2019,也就是一种呼吸道疾病,可导致轻微的流感样症状甚至致命的肺部疾病。

 

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冠状病毒对我们有哪些影响?

 

病毒想要感染一个活的有机体,就必须要侵入其细胞,然后繁殖并持续感染其他宿主。病毒的类型决定哪些细胞会受到影响,冠状病毒主要攻击呼吸系统的细胞。随着SARS 和MERS 的爆发,以及最近的新冠肺炎病毒,研究人员一直致力于研究这些病毒是如何进入我们的细胞的,并希望能够找到一种预防方法。

 

当冠状病毒进入人体时,它们必须和宿主细胞的脂膜融合,然后才能传递他们的遗传物质。目前我们还不是很清楚融合的机制,但是已知的是,一种在结构上被归类为I 类病毒融合蛋白,并和流感病毒与艾滋病病毒在同一组的S 蛋白,会推动病毒结合并入侵细胞。S 蛋白的蛋白质剪切揭示出,是它的融合肽(FP)发起了膜融合。作为冠状病毒攻击细胞的重要组成部分,定位和表征FP 是研究小组的优先任务,但是它的确切位置一直都存在争议。


重要的分析工具

 

研究人员用来定位冠状病毒FP 的一种技术是电子顺磁共振(EPR)波谱。EPR可以用于识别和定量固体、液体、气体、细胞和体内的顺磁性物质(自由基和过渡金属离子)。因此,EPR 是一种很普遍的分析方法,适用于从纳米金刚石到细胞膜等一系列的应用。

 

有一项研究使用EPR 技术(ELEXSYS,   Bruker)对SARS 病毒FP 的肽-脂膜相互作用进行结构和功能分析。该研究模拟了从SARS冠状病毒分离出来的不同肽与合成脂膜的结合,也就是多层膜泡(MLVs)。多层膜泡通过一种特殊的,叫做自旋标记的氮氧化物被标记,它对局部环境十分敏感。使用膜序作为参数,可以从肽混合物中识别出FP,因为这会导致EPR 谱线线宽和线型的变化。使用EPR技术,研究小组可以识别并表征SARS 冠状病毒的FP。

 

之所以选择SARS 冠状病毒作为模型,是因为我们有大量可用的功能性数据。但是FP 在冠状病毒家族里广泛存在,所以此项研究的发现适用于所有的此类病毒,包括MERS 和任何在动物宿主身上爆发的新型病毒,比如新冠病毒。类似的研究继续加深我们对冠状病毒如何感染人体的理解,并且有助于实现防止这些病毒传播的最终目标。


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