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刺突糖蛋白結構揭示新冠病毒自然演化新線索

科技日報 2020年07月14日 09:52

  刺突糖蛋白結構揭示新冠病毒自然演化新線索

  或對疫苗設計具有借鑒意義

  國際戰“疫”行動

  科技日報北京7月13日電 (記者張夢然)據英國《自然·結構和分子生物學》雜志近日發表的一篇論文,英國弗朗西斯·克里克研究所取得了一項最新成果:表征了新冠病毒及其近緣蝙蝠病毒RaTG13的刺突糖蛋白結構——刺突糖蛋白可以讓病毒與細胞結合并進入細胞。該結構為進一步了解新冠病毒刺突的演化過程提供了信息,對疫苗設計具有重要借鑒意義。

  研究人員認為,蝙蝠冠狀病毒可能是新冠病毒的演化前體,此前研究發現,蝙蝠病毒RaTG13與新冠病毒的親緣關系是已知關系中最近的。但新冠病毒與RaTG13的基因組序列存在3.8%的差異性,這差異意味兩者有近1100個核苷酸不同。

  美國西雅圖華盛頓大學的生物信息學專家特雷弗·貝德福德曾經將病毒間核苷酸的差異與其他冠狀病毒的假定突變率相結合,認為這兩種病毒在25年至65年前具有共同的祖先,類似RaTG13的病毒至少需要數十年才能突變為新冠病毒。

  英國弗朗西斯·克里克研究所科學家安東尼·沃羅貝爾、唐納德·本通及其同事,此次比較了新冠病毒和蝙蝠病毒RaTG13的刺突糖蛋白。他們發現,兩者雖然結構相似,但新冠病毒的刺突糖蛋白形式更為穩定,與人受體蛋白ACE2的親和力要高出1000倍左右。

  研究團隊還發現,新冠病毒刺突上的弗林蛋白酶切位點,可能對病毒有利,因為它可能會促進病毒與細胞上受體的結合。基于這些觀察結果,研究人員認為與RaTG13相似的蝙蝠病毒,不太可能感染人類細胞。

  因此,科學家迄今尚不清楚新冠病毒是如何演化到可以感染人類,目前推測有兩種機制:在成為人和動物共患病之前,在動物宿主中進行選擇(可能通過中間宿主);或直接作為一種人和動物共患病傳播給人類后,在人體內進行自然選擇。

  此外,研究人員指出,他們的新冠病毒刺突糖蛋白分辨率高,幾近完整,比之前報道的結構有更多的外部環(loop),對于當前的疫苗設計或具有重要意義。

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