《Nat Microbiol:科学家鉴别出病毒复制的关键过程》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-03-20
  • 病毒是一类能够通过感染机体细胞从而诱发疾病的胞内寄生微生物,日前,一项刊登在国际杂志Nature Microbiology上的研究报告中,来自匹兹堡大学等机构的科学家通过研究揭示了常见病毒如何拦截宿主细胞蛋白,并在病毒释放之前帮助新型病毒组装的分子机制,相关研究或有望增加科学家们对机体病毒复制过程的理解,同时也能帮助开发出克制病毒感染的新型策略。

    目前很多从事病毒感染的科学家都将目光聚焦于研究病毒利用何种机制来进入细胞的,而关于病毒感染的晚期阶段研究人员却知之甚少;本文研究中,研究人员就对呼肠孤病毒进行研究,这是一种无害的病毒,但近来研究人员却发现该病毒可能是导致乳糜泻的罪魁祸首。研究者Terence Dermody表示,我们的研究提供了令人信服的证据,即呼肠孤病毒需要宿主细胞中表达的一种特殊的蛋白折叠“机器”才能够进行复制,这是一项非常有意思的研究发现,因为病毒本身在很大程度上都是由复杂的蛋白质基本元件组成的,而且研究人员也并不清楚这些基本元件是如何进行组装的。

    以正确的方式对蛋白质进行折叠对于蛋白质的功能至关重要,我们可以将展开的蛋白质视为一张普通的纸,其本身并不会引人注目,但当其以某种特殊方式折叠时就会展现出复杂的功能,类似地,蛋白质也需要这些成为特殊的形状才能够正确发挥作用。通过对实验室培养的细胞中大量的蛋白质进行筛选,研究人员就发现,呼肠孤病毒能够拦截一种名为TRiC的伴侣蛋白,而TRiC在每个细胞中都存在,以呼肠孤病毒为例,TRiC能够折叠形成蛋白质外壳的主要组分,从而形成病毒外壳,而这对于病毒有效释放并感染其它健康宿主细胞非常关键;当TRiC被打断时,病毒的外壳就无法形成,因此病毒复制的周期就会被破坏。

    这项研究揭示了病毒蛋白质折叠及组装形成新病毒颗粒的不为人知的神秘过程,如今研究人员能够通过研究来阐明是否其它病毒也能利用这种通路来进行复制,同时还能鉴别出由TriC介导的蛋白质折叠关键过程,这就为研究人员寻找特殊分子来抑制病毒复制的关键过程,有效抑制病毒复制感染提供了新的线索和思路。

    此外,研究人员还希望能够基于本文研究结果,深入理解细胞中蛋白质折叠机器如何发挥功能,这或许就能有效解释诸如阿尔兹海默病及亨廷顿氏症等多种蛋白质错误折叠疾病的发病机制。

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  • 《Nat Microbiol:科学家成功识别出SARS-CoV-2的进化起源》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-08-10
    • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Microbiology上的研究报告中,来自中国、欧洲和美国的研究人员通过重建引发COVID-19的SARS-CoV-2病毒的进化史后发现,产生该病毒的谱系已经在蝙蝠体内传播了几十年了,同时该谱系可能还包括其他有能力感染人类的其它病毒,相关研究发现对于未来有效预防这一病毒谱系所引发的疾病大流行具有一定的启示。 研究者Maciej Boni表示,冠状病毒拥有高度重组的遗传物质,这意味着病毒基因组的不同区域或许能从多个来源获得,这就是的重建SARS-CoV-2的起源变得非常困难;如今研究人员就必须识别出所有正在重组的区域并追溯其历史来源,因此研究人员通过联合研究,利用三种不同的生物信息学方法来识别并且移除SARS-CoV-2基因组中重组的区域,随后他们构建了非重组区域的系统发育历史,并将其相互比较,从而确定哪种特定的病毒在过去参与到了重组事件中去,这样研究人员就能重新构建SARS-CoV-2和其最接近的蝙蝠和穿山甲病毒之间的进化关系。 研究者发现,SARS-CoV-2所属的病毒谱系大约在40-70年前与其它蝙蝠病毒开始背离/分化,重要的是,尽管SARS-CoV-2与RaTG13冠状病毒在基因上相似(相似度大约96%),RaTG13冠状病毒是2013年研究人员从来自中国云南省的一只菊头蝠的样本中分离得到的;但研究者发现,早在1969年,SARS-CoV-2与RaTG13冠状病毒就开始发生分化了。研究者Philippe Lemey说道,本文研究中我们能利用拆分重组史后估计分叉时间的能力或许就能帮助深入研究多种不同病原体起源的历史。 研究者还发现,SARS-CoV-2与其近亲共享的一个古老的特征位于刺突蛋白的受体结合域(RBD)上,其能促进病毒识别并结合人类细胞表面上的受体;这就意味着,其它能够感染人类的病毒或许正在中国菊头蝠中进行传播;这些病毒真能从蝙蝠体内直接跳跃到人类机体中吗?还是需要一种中间物种才能够实现这一飞跃呢?研究者指出,对于SARS-CoV-2而言,其它研究人员或许错误地认为关键的进化突变会发生在穿山甲身上。 研究者Robertson表示,SARS-CoV-2的RBD序列迄今为止仅在少数几种穿山甲病毒中发现过,此外,被认为对SARS-CoV-2感染人类的能力至关重要的另一个关键特征—刺突蛋白中多个裂解位点的插入或许并未在与SARS-CoV-2亲缘关系较近的其它蝙蝠中观察到;然而,虽然穿山甲可能会作为SARS-CoV-2传播到人类机体中的中间宿主,但目前并没有证据表明,穿山甲的感染是病毒向人类传播的必要条件,相反,本文研究结果表明,SARS-CoV-2很有可能进化出了在人类和穿山甲机体上呼吸道中繁殖的能力。 研究者总结道,预防未来疾病的大流行就需要研究人员在更多野生蝙蝠体内采样,并实施能够有效识别人类新型病原体并实时响应的人类疾病监测系统;研究者Robertson说道,成功监测的关键就是知道我们要寻找哪些病毒,并优先考虑会容易感染人类的病毒;同时我们也应该为SARS病毒的流行做好充足的准备。目前我们在应对最初的SARS-CoV-2爆发已经为时过晚,但这或许并不会是我们最后一次冠状病毒的大流行,后期我们还需要建立一种更加全面的实时监测系统,在病例数还呈现两位数的时候及时出击锁定病毒。
  • 《Nat Microbiol:科学家有望开发出通用型埃博拉病毒感染疗法》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-10
    • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Microbiology上的研究报告中,来自德克萨斯大学的研究人员通过研究鉴别并研究了一种特殊的埃博拉病毒抗体,有望用于设计通用性的治疗手段来有效抵御多种不同的埃博拉病毒变种。 埃博拉病毒会诱发人类患上一种严重且致死率极高的疾病,目前研究人员开发出了多种疗法治疗埃博拉病毒感染,包括Zmapp等,这种疗法能有效治疗感染病毒的非人类灵长类动物,目前已经列入到人类“同情心”疗法的治疗步骤中。 研究者Alex Bukreyev教授说道,Zmapp疗法的关键问题在于,尽管其能有效抵御诱发最后一次埃博拉疫情的病毒,但却无法有效中和其它类别的埃博拉病毒,包括本迪布焦(Bundibugyo)型、莱斯顿和苏丹埃博拉病毒等,如今研究人员已经对感染本迪布焦型病毒的人类幸存者体内产生的三种天然抗体进行了研究,这些抗体能够有效中和并保护机体抵御其它多种不同埃博拉病毒的感染。 相比其它抗体而言,这些新鉴别出的抗体能够在埃博拉病毒的不同位点结合,有望用来开发新型埃博拉感染的疗法。据美国CDC数据显示,埃博拉最早于1976年在刚果民主共和国的埃博拉河被发现;从那时候开始,该病毒就开始感染人类,并且诱发非洲多个国家的埃博拉疫情爆发。埃博拉病毒包括以下五种:1)扎伊尔埃博拉病毒;2)苏丹埃博拉病毒;3)塔伊夫森林病毒(Tai Forest virus );4)本迪布焦埃博拉病毒;5)莱斯顿埃博拉病毒。