健康科普:新研究發現新冠病毒破壞肺部原因
來源:科技日報
作者:張佳欣
發布時間:2021-06-23
瀏覽次數:997

  美國能源部布魯克海文國家實驗室的科學家在8日《自然·通訊》雜誌上發表了首個(ge) 詳細的新冠病毒包膜蛋白的原子級模型,該蛋白與(yu) 維持肺部黏膜所必需的一種名為(wei) PALS1的人類肺細胞連接蛋白結合,該模型展示了這兩(liang) 種蛋白質是如何相互作用的,有助於(yu) 解釋病毒如何在特別脆弱的新冠肺炎患者中造成廣泛的肺損傷(shang) ,並從(cong) 肺部逃逸感染其他器官。這一發現可能會(hui) 加快治療該疾病相關(guan) 藥物的研究。

  新冠病毒包膜蛋白與(yu) 其刺突蛋白一起存在於(yu) 病毒的外膜上,幫助病毒在感染細胞內(nei) 組裝新顆粒。早期研究表明,包膜蛋白在劫持人類蛋白質以促進病毒釋放和傳(chuan) 播方麵發揮了關(guan) 鍵作用。

  科學家們(men) 推測,包膜蛋白通過一定方式破壞了肺細胞的連接。

  當肺細胞連接被新冠病毒破壞時,免疫細胞會(hui) 試圖修複損傷(shang) ,釋放被稱為(wei) 細胞因子的小蛋白。這種免疫反應可能會(hui) 引發大規模炎症,導致所謂的“細胞因子風暴”和隨後的急性呼吸窘迫綜合征,從(cong) 而加重病情。此外,由於(yu) 損傷(shang) 削弱了細胞間的聯係,病毒可能更容易從(cong) 肺部逃逸,並通過血液傳(chuan) 播,感染其他器官,包括肝髒、腎髒和血管。

  此次,研究人員通過將包膜蛋白和PALS1混合在一起,快速冷凍樣品,然後用低溫電子顯微鏡研究膜蛋白和動態蛋白質複合物,發現了蛋白質之間動態相互作用的細節。利用觀察到的結構特征,研究人員創建了分子模型。

  該模型有關(guan) 於(yu) 組成這兩(liang) 種蛋白質的單個(ge) 氨基酸的信息,提供了結構細節和對分子間力的理解,這些力允許包膜蛋白在受感染細胞深處將PALS1從(cong) 肺細胞外邊界的位置“扳開”。換句話說,病毒的包膜蛋白通過與(yu) 人體(ti) 的PALS1蛋白結合,將PALS1蛋白從(cong) 它們(men) 通常的保持肺細胞連接緊密的工作中“拉”了出來。據此就可解釋新冠病毒導致肺部損傷(shang) 的原因。

  布魯克海文實驗室的結構生物學家、該研究的主要作者劉群(音譯)表示說:“當病毒蛋白將PALS1從(cong) 細胞連接中‘拉’出來時,它可以幫助病毒更容易傳(chuan) 播,這將為(wei) 病毒提供選擇性優(you) 勢。任何增加病毒存活、傳(chuan) 播或釋放的特征都可能被保留。”病毒繼續傳(chuan) 播的時間越長,出現新的進化優(you) 勢的機會(hui) 就越大。此外,任何現有的損傷(shang) ,如肺細胞疤痕,都可能使新冠肺炎患者更難從(cong) 損傷(shang) 中恢複。

  研究人員表示,找到原因可以幫助尋找專(zhuan) 門阻止新冠病毒發生這種作用的藥物,從(cong) 而減少病毒對人體(ti) 的殺傷(shang) 力。

  此外,了解這種蛋白質相互作用的動態也將有助於(yu) 科學家追蹤新冠病毒等病毒是如何進化的。

  總編輯圈點

  在新冠病毒大流行一年多之後,科研人員仍然在努力解開有關(guan) 新冠病毒致病機理的謎團。科研人員建立了新的更高精度的模型,發現新冠病毒會(hui) 將一種人類肺細胞連接蛋白從(cong) 細胞連接中拉出,斷裂的連接造成一係列連鎖反應,比如之前我們(men) 熟悉的炎症因子風暴。它也解釋了病毒如何導致患者的肺部損傷(shang) 。人類和病毒的戰爭(zheng) ,確實是一場拉鋸戰。有時病毒倏忽而來,又悄然而去;有時也可能安營紮寨,不斷進化。人類必須不斷精進,不斷深入,才能贏得暫時的勝利。

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