新冠|新冠病毒完整结构图到底多牛( 二 )


遗传物质决定生命体的性状 , 冠状病毒拥有目前已知所有RNA病毒中最长的RNA , 其核苷酸达近3万个 , 是如何做到的?李赛团队将目光投向收纳RNA的骨架蛋白 。

这些领域之前无人研究 。 李赛说 , 在重塑核糖核蛋白复合物(RNP)时 , 没有任何可能的预期和参考 。 他带着学生在2万个核糖核蛋白中寻宝 。 大多数需要我亲自挑选 , 因为我们对内部蛋白的认知实在太少了 , 而且在病毒体内这些蛋白‘像一串葡萄’一样拥挤在一起 , 必须高精度区分 , 以免误把其他蛋白的部分圈进来 。 李赛说 。

新冠病毒的囊膜内蛋白群日渐清晰 , 呈现出巢中蛋的结构 。 在新冠病毒的老巢 , 超长RNA致密缠绕 , 蛋白为RNA提供了超强规则感的骨架 , 它们贴着囊膜以六聚体的鸟巢方式排列 , 在球心位置又以正四面体的金字塔形排列 。 就这样 , 新冠病毒既可将体长100倍的核酸塞进自己体内 , 又能迎接变幻莫测的外部挑战 。

核蛋白规则的排列 , 有助于收纳超长RNA;当病毒攻击宿主后 , 又能够有序地把RNA释放出去 , 不至于有所缺损 。 李赛说 , 它们在攻击宿主时能演变成旋转的线轴 , 高速输出并侵染新的宿主 。

结构数据全球共享 有助研发更高效疫苗

对于新冠病毒 , 人类知之甚少 。 正因为如此 , 学术界对相同问题往往有不同的答案 。 例如 , 关于一种被命名为CR3022的中和抗体对新冠病毒的抑制能力 , 3月 , 《科学》杂志发文认为其具有很强的中和能力;但其他团队之后却发现CR3022对活病毒缺乏中和效应 。
【新冠|新冠病毒完整结构图到底多牛】
为什么研究结果会相互矛盾?原来前者中和试验使用的是体外重组的病毒蛋白 , 而后者用的是活病毒 。

高精度的新冠病毒完整结构图显示它的表面蛋白会‘变脸’:有时呈抗原暴露状态 , 有时呈抗原隐藏状态 , 有时还会处于与膜融合的状态 。 体外重组只有模仿出它的‘变脸’才能揭示其作用规律 。 李赛说 。

李赛团队的研究还为之前的研究做了纠偏和补充 。 例如 , 今年3月对外公布的第一张新冠病毒的冷冻电镜照片中 , 病毒的刺突蛋白几乎全是针状的 。

这可能是由于对活病毒的灭活处理破坏了病毒本身的蛋白结构 , 使其S1亚基脱落 , S2亚基发生了向与膜融合状态的构象变化 。 李赛说 。

高精度病毒完整结构图有助于人类开发出更高效的疫苗 。 现在用的灭活疫苗的灭活方法可能无法给病毒的刺突蛋白留下‘全尸’ , 这理论上会影响其激发中和抗体的有效性 。 李赛说 , 这些都是可以更深入研究的工作 。

李赛团队已将新冠病毒高清三维结构上传至结构生物学的数据库EMDB(Electron Microscopy Data Bank) , 供全球科学家免费下载 , 助力科普教育、科学研究、疫苗开发等工作 。


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