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揭開冠狀病毒疾病的神秘面紗

來源:布魯克磁共振事業(yè)部   2022年11月07日 13:18  

迄今為止,已有7種已知的冠狀病毒會(huì)導(dǎo)致人體疾病,其中的4種只會(huì)導(dǎo)致輕型或中型疾病。在過去的20年里,其余3種冠狀病毒逐漸出現(xiàn)在動(dòng)物宿主身上,并且在全球范圍內(nèi)引起疫情,導(dǎo)致嚴(yán)重的呼吸道疾病甚至許多死亡案例。2002年爆發(fā)的嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)是由SARS冠狀病毒(SARS-CoV)引起的;而在2012年,中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)被發(fā)現(xiàn),并持續(xù)導(dǎo)致疫情偶發(fā)和局部爆發(fā)。

 

感染到人類的冠狀病毒是嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(SARS-CoV-2),它于201912月在中國(guó)被報(bào)道,隨后在20203月被世界衛(wèi)生組織(WHO)確認(rèn)為全球大流行病。這種病毒導(dǎo)致的疾病被稱為COVID-2019,也就是一種呼吸道疾病,可導(dǎo)致輕微的流感樣癥狀甚至致命的肺部疾病。

 

 

冠狀病毒對(duì)我們有哪些影響?

 

病毒想要感染一個(gè)活的有機(jī)體,就必須要侵入其細(xì)胞,然后繁殖并持續(xù)感染其他宿主。病毒的類型決定哪些細(xì)胞會(huì)受到影響,冠狀病毒主要攻擊呼吸系統(tǒng)的細(xì)胞。隨著SARS MERS 的爆發(fā),以及新冠肺炎病毒,研究人員一直致力于研究這些病毒是如何進(jìn)入我們的細(xì)胞的,并希望能夠找到一種預(yù)防方法。

 

當(dāng)冠狀病毒進(jìn)入人體時(shí),它們必須和宿主細(xì)胞的脂膜融合,然后才能傳遞他們的遺傳物質(zhì)。目前我們還不是很清楚融合的機(jī)制,但是已知的是,一種在結(jié)構(gòu)上被歸類為I 類病毒融合蛋白,并和流感病毒與艾滋病病毒在同一組的S 蛋白,會(huì)推動(dòng)病毒結(jié)合并入侵細(xì)胞。S 蛋白的蛋白質(zhì)剪切揭示出,是它的融合肽(FP)發(fā)起了膜融合。作為冠狀病毒攻擊細(xì)胞的重要組成部分,定位和表征FP 是研究小組的優(yōu)先任務(wù),但是它的確切位置一直都存在爭(zhēng)議。

 

 

重要的分析工具

研究人員用來定位冠狀病毒FP 的一種技術(shù)是電子順磁共振(EPR)波譜。EPR可以用于識(shí)別和定量固體、液體、氣體、細(xì)胞和體內(nèi)的順磁性物質(zhì)(自由基和過渡金屬離子)。因此,EPR 是一種很普遍的分析方法,適用于從納米金剛石到細(xì)胞膜等一系列的應(yīng)用。

 

有一項(xiàng)研究使用EPR 技術(shù)(ELEXSYS,   Bruker)對(duì)SARS 病毒FP 的肽-脂膜相互作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能分析。該研究模擬了從SARS冠狀病毒分離出來的不同肽與合成脂膜的結(jié)合,也就是多層膜泡(MLVs)。多層膜泡通過一種特殊的,叫做自旋標(biāo)記的氮氧化物被標(biāo)記,它對(duì)局部環(huán)境十分敏感。使用膜序作為參數(shù),可以從肽混合物中識(shí)別出FP,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致EPR 譜線線寬和線型的變化。使用EPR技術(shù),研究小組可以識(shí)別并表征SARS 冠狀病毒的FP

 

之所以選擇SARS 冠狀病毒作為模型,是因?yàn)槲覀冇写罅靠捎玫墓δ苄詳?shù)據(jù)。但是FP 在冠狀病毒家族里廣泛存在,所以此項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)適用于所有的此類病毒,包括MERS 和任何在動(dòng)物宿主身上爆發(fā)的新型病毒,比如新冠病毒。類似的研究繼續(xù)加深我們對(duì)冠狀病毒如何感染人體的理解,并且有助于實(shí)現(xiàn)防止這些病毒傳播的最終目標(biāo)。

 

 

參考文獻(xiàn):

1. Lai AL, Millet JK, Daniel S, Freed JH and Whittaker GR (2017) The SARS-CoV Fusion Peptide Forms an Extended Bipartite Fusion Platform that Perturbs Membrane Order in a Calcium-Dependent Manner, J Mol Biol, 8;429(24):3875-3892.

 

 

 

關(guān)于Bruker公司

 

布魯克致力于支持科學(xué)家取得突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)并開發(fā)新的應(yīng)用以提升人類的生活質(zhì)量。布魯克的高性能科技儀器以及高價(jià)值分析和診斷解決方案,讓科學(xué)家能夠在分子、細(xì)胞和微觀層面上探索生命和材料的奧秘。通過和用戶的緊密合作,布魯克致力于科技創(chuàng)新、提升生產(chǎn)力并實(shí)現(xiàn)用戶的成功。我們的業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括生命科學(xué)分子研究、應(yīng)用和藥物應(yīng)用、顯微鏡和納米分析、工業(yè)應(yīng)用、細(xì)胞生物學(xué)、臨床前成像、臨床表型組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究以及臨床微生物學(xué)等。

 

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