耶魯大學研究發現導致SARS-CoV-2病毒會給細胞防禦系統加上“塞子”
新型冠狀病毒最陰險的技巧之一是,它可以阻止細胞產生保護性蛋白的能力的同時不妨礙自身的複制能力。現在,耶魯大學的一個多學科研究小組發現了SARS-CoV-2(導致COVID-19的病毒)是如何通過阻斷包括免疫分子在內的細胞蛋白的生產來完成這一技巧,並導致其宿主產生嚴重疾病。
圖/SARS-CoV-2蛋白Nsp1堵塞了核醣體上的信使RNA(mRNA,即基因藍圖)進入通道,阻止宿主蛋白質的產生。
“病毒本質上是對宿主細胞進行重新編程,通過了解這一機制,我們有望設計出新的治療方法,”分子生物物理學和生物化學教授、發表在《分子細胞》雜誌上的研究的共同通訊作者熊勇(音譯)說。
此前的研究曾將COVID-19病毒阻斷細胞產生新蛋白的能力與一種病毒蛋白–非結構蛋白1或Nsp1聯繫起來。但NsP1在細胞中的工作機制卻並不清楚。現在,利用先進的基因篩选和低溫電子顯微鏡(cryo-EM),耶魯大學團隊能夠證明Nsp1是SARS-CoV-2最致病的病毒蛋白之一。在人類肺部細胞中,它可以極大地改變宿主細胞的基因表達,並從本質上形成一個堵塞,阻止細胞的蛋白質製造機器核醣體接收信使RNA編碼的新蛋白質的遺傳指令。
“這是遺傳物質的進入通道,當它被堵住時,任何蛋白質都無法產生,”熊解釋說。”我們以前不明白這個機制,但現在我們知道了。”這個過程會影響身體許多部位的蛋白質生產,高水平的Nsp1可能有助於解釋為什麼一些人在感染病毒並接受治療後預後不佳。
然而,病毒在使細胞失去製造正常蛋白質的能力後,如何仍能利用相同的核醣體生產自己的蛋白質,在細胞中進行複制,這仍是個未知數。
耶魯大學的Sidi Chen和Ivan B. Lomakin是該論文的共同通訊作者。耶魯大學的袁帥和彭磊(音譯)是主要作者。