文本

新冠病毒3D结构图完成制作,疫苗研制速度有望加快

美研究团队利用低温电子显微镜

基因组序列公开两周后完成制作
细胞渗透“刺突蛋白”立体图
人体细胞亲和力为SARS病毒的20倍
完成疫苗研制需要18~24个月

 

美国德克萨斯奥斯丁大学研究团队制作的新冠病毒刺突蛋白立体结构图。(图片来源:《科学》杂志)

新冠病毒感染疫情连续两个月呈不断蔓延势头,该病毒的核心蛋白质立体结构图已利用尖端显微镜首次制作成功,疫苗或抗体研制速度可望大幅加快。

世界卫生组织(WHO) 本月11日将新型传染病正式名称确定为“COVID-19”时,曾预计研制疫苗需要大约18个月。

美国德克萨斯奥斯丁大学和国家卫生研究院(NIH) 研究团队19日在科学学术杂志《科学》上发表了新冠病毒表面尖尖突起的“刺突蛋白”(spike protein)的3D原子结构图。这种突起附着在人体细胞受体上,引导病毒渗透进细胞内进行增殖。这种蛋白掌握着病毒存活的钥匙。刺突蛋白一旦附着在人体细胞受体上,病毒膜和人体细胞膜即产生融合,使病毒基因组进入细胞内,从而完成感染的第一阶段。疫苗的目标则是阻止这种刺突蛋白发挥作用。

新冠病毒照片。病毒学会将其正式命名为“SARS-CoV-2”。(图片来源:NIAID-RML)

但刺突蛋白外观因冠状病毒类型而异。领导这项研究的德克萨斯奥斯丁大学分子生化学教授杰森•麦克勒朗(Jason McLellan)称,要找到攻击病毒的办法,核心是了解这种蛋白的结构。

该研究团队在中国研究团队公开的病毒基因组序列的基础上查明了形成刺突蛋白的基因,继而利用该基因信息制作了基因样品,然后注入哺乳动物细胞,生产出刺突蛋白。接着,又利用一种名叫“低温电子显微镜”(cryo-EM)的超精细显微镜详细分析刺突蛋白的结构,从而完成了3D原子尺度结构图。该立体结构图详细描绘了构成蛋白质分子的原子位置。

研究团队经分析发现,新冠病毒与SARS病毒结构类似,而同人体细胞结合的力量更强,SARS病毒抗体在新冠病毒上无能为力。构成刺突蛋白的三个要素中,一个比其他两个更长,据解释这可以提高同人体细胞的亲和力。研究团队称,新冠病毒对人体细胞表面蛋白质受体ACE2的亲和力比非典病毒高10~20倍。这意味着它的传染力也要强20倍。

从中国研究团队接到基因组信息到制作出刺突蛋白样品用了两周,之后制作3D结构图并投稿给学术杂志又用了12天时间,通常需要几个月的工作不到一个月即告完成。制作这张结构图是科学家们前所未有地迅速共享各自信息的成果。德克萨斯奥斯丁大学研究团队称,在研发疫苗和治疗剂之前,也在将该结构图发送给全球研究人员。美国国家卫生研究院也计划将这种刺突蛋白注入动物细胞进行抗体试验。

麦克勒朗教授预计一两个月即可内开始第一阶段临床实验,但要完成疫苗制作需要18~24个月。他说:“开发疫苗通常耗时十年,相比而言这个时间还是大大缩短了。”

郭鲁弼 高级记者

韩語原文: http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/928959.html

相关新闻