刺突糖蛋白结构揭示新冠病自然演化新线索

  据英国《自然·结构和分子生物学》杂志近发表的一篇论文,英国弗朗西斯·克里克研究所取得了一项最新成果:表征了新冠病及其近缘蝙蝠RaTG13的刺突糖蛋白结构——刺突糖蛋白可以让病与细胞结合并进入细胞。该结构为进一步了解新冠病刺突的演化过程提供了信息,对疫苗设计具有重要借鉴意义。

  研究人员认为,蝙蝠冠状病可能是新冠病的演化前体,此前研究发现,蝙蝠病RaTG13与新冠病的亲缘关系是已知关系中最近的。但新冠病与RaTG13的基因组序列存在3.8%的差异性,这差异意味两者有近1100个核苷酸不同。

  西雅图大学的生物信息学专家特雷弗·贝德福德曾经将病间核苷酸的差异与冠状病的假定突变率相结合,认为这两种病在25年至65年前具有共同的祖先,类似RaTG13的病至少需要数十年才能突变为新冠病。

  英国弗朗西斯·克里克研究所科学家安东尼·沃罗贝尔、唐纳德·本通及其同事,此次较了新冠病和蝙蝠病RaTG13的刺突糖蛋白。他们发现,两者虽然结构相似,但新冠病的刺突糖蛋白形式更为稳定,与人受体蛋白ACE2的亲和力要高出1000倍左右。

  研究团队还发现,新冠病刺突上的弗林蛋白酶切位点,可能对病有利,因为它可能会促进病与细胞上受体的结合。基于这些观察结果,研究人员认为与RaTG13相似的蝙蝠病,不太可能感染人类细胞。

  因此,科学家迄今尚不清楚新冠病是如何演化到可以感染人类,目前推测有两种机制:在成为人和动物共患病之前,在动物宿主中进行选择(可能通过中间宿主);或直接作为一种人和动物共患病传播给人类后,在人体内进行自然选择。

  此外,研究人员指出,他们的新冠病刺突糖蛋白分辨率高,几近完整,之前报道的结构有更多的外部环(loop),对于当前的疫苗设计或具有重要意义。

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