科學家發現COVID-19 的關鍵弱點
一項研究發現,如果沒有關鍵蛋白質,病毒就無法感染人類。加州大學河濱分校(UC Riverside)的最新研究發現了COVID 的致命弱點–它的複制依賴於關鍵的人類蛋白質–這可以用來防止病毒感染人類。
加州大學河濱分校研究小組在《病毒》雜誌上發表的一篇新論文中描述了一項重要發現。COVID 中負責病毒複製的N 蛋白需要人體細胞的幫助才能完成工作。
細胞中的遺傳指令從DNA 轉錄到信使RNA,然後翻譯成蛋白質,從而實現生長和與其他細胞交流等功能。翻譯之後,蛋白質往往需要酶的額外修飾。這些所謂的翻譯後修飾可確保蛋白質以獨特的方式完成其預期任務。
COVID 利用了一種稱為SUMOylation 的人類翻譯後過程,它能將病毒的N 蛋白引導到正確的位置,以便在感染人類細胞後包裝其基因組。一旦到達正確的位置,該蛋白就能開始將其基因拷貝到新的傳染性病毒顆粒中,侵入我們更多的細胞,讓我們病得更重。
這項新研究的合著者、加州大學舊金山分校綜合基因組生物學研究所蛋白質組學核心實驗室經理張泉清說:”如果位置不對,病毒就無法感染我們。”
引發COVID-19的單個病毒。圖片來源:Maya Peters Kostman/創新基因組研究所
蛋白質組學是研究生物體製造的所有蛋白質、它們如何被其他酶修飾以及它們在生物體中發揮的作用。”如果某人受到感染,他或她的某種蛋白質可能會出現與之前不同的表現。張說:”這正是我們的設備所要尋找的。”
在這種情況下,研究小組設計並進行了實驗,使COVID 蛋白質的翻譯後修飾變得一目了然。UCR 生物工程教授、論文通訊作者廖嘉宇說:”我們利用熒光向我們展示了病毒與人類蛋白質相互作用並製造新病毒–傳染性病毒粒子的位置。這種方法比其他技術更靈敏,能讓我們更全面地了解人類蛋白質和病毒蛋白質之間的所有相互作用。”
生物工程團隊此前利用類似方法發現,兩種最常見的流感病毒–甲型流感和乙型流感需要相同的翻譯後SUMOylation修飾才能複制。
這篇論文表明,COVID 依賴於SUMOylation 蛋白,就像流感一樣。阻止人類蛋白質的進入將使我們的免疫系統能夠殺死病毒。
目前,治療COVID 最有效的方法是Paxlovid,它可以抑制病毒複製。不過,患者需要在感染後三天內服用。如果過了三天再服用,效果就沒那麼好了。基於這一發現的新藥將對處於各個感染階段的患者都有用。病毒之間的相似性可能會帶來全新的抗病毒藥物。如果有足夠的支持,Liao 估計這些藥物可以在五年內開發出來。
“我認為其他病毒也可能以這種方式起作用,”廖說。”最終,我們希望既能阻斷流感,也能阻斷COVID-19,還有可能阻斷其他病毒,如RSV和埃博拉病毒。我們正在進行新的發現,以幫助實現這一目標。”