新型冠状病毒结构揭示的疫苗和治疗目标

SARS-COV-2透射电子显微镜

透射电子显微镜图像显示SARS-COV-2,导致Covid-19的病毒从美国病毒颗粒中患者分离的病毒从实验室中培养的细胞表面出现。病毒颗粒外边缘上的尖峰给出了冠状病毒的名字,冠状物。信用:NIAID RML

  • 研究人员制作了部分的详细信息SARS-CoV-2- 导致的新型冠状病毒新型冠状病毒肺炎这使得它能够感染人类细胞。
  • 这项研究指出了开发疫苗或治疗这种感染的潜在目标。

2019年末,第一份关于未知呼吸道感染的报告 - 在一些案例中致命来自中国武汉。这种感染的来源迅速鉴定为新的冠状病毒,与2012年2002 - 2004年和中东呼吸道综合征(MERS)造成严重急性呼吸综合征(SARS)的爆发。

世界卫生组织宣布,由新型病毒COVID-19引发的疾病为“国际关注的突发公共卫生事件”。到2020年3月初,新型冠状病毒(现在被命名为sars - cov -2)已经在全球感染了9万多人,造成至少3100人死亡。

和其他冠状病毒一样,SARS-CoV-2颗粒是球形的,表面有突起的蛋白质,称为尖刺。这些刺突附着在人体细胞上,然后经历结构变化,使病毒膜与细胞膜融合。然后病毒基因可以进入宿主细胞进行复制,产生更多的病毒。最近的研究表明,就像导致2002年SARS爆发的病毒一样,SARS- cov -2尖峰与人类细胞表面被称为血管紧张素转换酶2 (ACE2)的受体结合。

2019新型冠状病毒刺突蛋白结构

SARS-COV-2穗蛋白的原子水平结构。受体结合结构域,与宿主细胞结合的穗的一部分是有色绿色。信用:Jason McLellan / Univ。德克萨斯州奥斯汀

为支持研究快速发展,中国科学家向公众公布了新型冠状病毒的基因组序列。包括来自德克萨斯大学奥斯汀分校杰森·麦克莱伦博士实验室和NIAID疫苗研究中心(VRC)的科学家在内的一个合作团队分离出了一段基因组,根据相关冠状病毒的序列,该基因组预计将为其突刺蛋白编码。研究小组随后用培养的细胞生产了大量用于分析的蛋白质。

这项研究是由美国国立卫生研究院的国家过敏和传染病研究所(NIAID)部分资助的。研究结果于2020年2月19日发表科学

研究人员使用一种称为低温电子显微镜的技术,采用尖峰蛋白的结构的详细照片。这涉及冷冻病毒颗粒并通过样品射出高能电子流以产生数万的图像。然后将这些图像组合以产生病毒的详细3D视图。

研究人员发现,SARS- cov -2峰值与人类细胞上ACE2结合的可能性是2002年SARS病毒峰值的10到20倍。这可能使SARS-CoV-2比早期病毒更容易在人与人之间传播。

尽管这两种病毒刺突的序列和结构相似,但针对2002年SARS病毒的三种不同抗体都不能成功地结合到SARS- cov -2刺突蛋白上。这表明,潜在的疫苗和基于抗体的治疗策略将需要针对这种新病毒。

“我们希望这些调查结果有助于设计候选疫苗和Covid-19治疗的发展,”巴尼副主任Barney Graham博士说。

研究人员目前正在研究靶向SARS-COV-2穗蛋白的疫苗候选者。他们还希望使用穗蛋白孤立来自新冠状病毒感染的人的抗体。如果大量生产,这种抗体可能用于在疫苗可用之前治疗新的感染。此外,NIH研究人员正在追求其他方法治疗病毒。

参考文献:Daniel Wrapp, Nianshuang Wang, Kizzmekia S. Corbett, Jory A. Goldsmith, jing - lin Hsieh, Olubukola Abiona, Barney S. Graham, Jason S. McLellan, 2020年2月19日,“2019-nCoV在预融合构像中的Cryo-EM结构”科学
DOI:10.1126 / science.abb2507

1评论关于“新型冠状病毒结构揭示的疫苗和治疗目标”

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