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微小的铰链如何弯曲冠状病毒的感染传播高峰

本站发布时间:2023-11-20 16:47:05

冠状病毒蛋白“刺突”到感染细胞不管他们的名字如何,这些人都是“顽固的”他们把鸡胸脯肉的形状重新画出来,然后把鸡胸肉做成各种各样的形状来监视他们说话倾斜的能力,突然,影响显示出成功的刺突感染

现在,来自能源部国家加速器实验室和斯坦福大学的研究人员,以及其他大学的合作者,已经在病毒表面获得了完整的冠状病毒样本的高分辨率图像;鉴定了由一种特殊分子形成的一个环,该分子使尖峰的“球状”“冠”与之相连;并测量了它在方向上的倾斜程度

尽管研究表明严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型(导致新冠肺炎的冠状病毒)和新冠肺炎并发症的风险很小,但这两种病毒都与细胞表面的同一受体结合,从而引发感染,为这项研究进行病毒实验的加州大学旧金山分校非生物生命生命研究所副教授Jingjin说

她说,这些结果表明,禁用疫苗的“症状”可能是预防或重新考虑冠状病毒感染的好方法

研究小组还发现,每种冠状病毒的症状都是独特的,无论是形状还是症状的显示有些是球形的,有些不是;有些刚毛上有尖刺,而另一些则长得很短

斯坦福大学的科学家GregPintilie开发了一个针对病毒和病毒的3D模型他说,直到最近,每个尖峰都是不同的,主要是倾斜的方向和程度

Theearchteam reporteditsfiningsinNatureCommunications

“自大流行病开始以来,大多数研究都着眼于冠状病毒样蛋白的结构,这些结构不会与病毒本身接触,”SLACAndStanford的专家兼Stanford SLCCryo EM设施的负责人WahChiu说“当它们仍然附着在病毒样本上时,第一张图像显示了这一系列冠状病毒的片段。”

严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型的更有益的表亲

当SLAC的研究除了了解、预防和制造新冠肺炎感染的工作时间外,这些研究植根于流行病的早期

由于对实际严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型的实验只能在生物安全级别(BSL3)的实验室中进行,因此许多科学家必须与冠状病毒家族的更多有益成员合作Chiuandh的同事选择了人冠状病毒NL63作为第一受试者它导致了高达10%的人类呼吸道感染,主要发生在儿童和免疫功能低下的人身上,症状从轻度咳嗽、流鼻涕到支气管扩张和臀部

2020年,Chiusaid利用电子低温电子显微镜(cryo-EM)和计算分析对近原子溶液中的NL63尖峰进行了成像

但由于阿司匹林在牙冠内部的粘性很强,它们无法在两种牙冠上都获得清晰、高分辨率的图像

缩放快照

这项研究结合了从一系列实验中收集的信息,以获得更完整的结果

首先,斯坦福大学的DavidChmielewski使用低温电子断层扫描(cryo-ET)将从不同缠结中提取的病毒的冷冻电镜图像合并到超过一个ndredNL63颗粒的高分辨率三维图像中

SLAC高级科学家MichaelSchmid将这些图像插入3D可视化工具中,并发现粒子峰值的位置是唯一的另一位SLAC科学家陈木元(Muyuan Chen)使用先进的图像结构绘制了地图,显示了这些人的争吵和谈话的激烈程度

放大新的尖峰,佐治亚大学的生物化学家LanceWell使用了一种名为质谱仪的技术,指出39糖链的特异性化学成分与每个样本的三种重要蛋白质相连

最后,亚利桑那州立大学的计算生物物理学家Abhishek Singharoy和他的研究人员EricWilson将所有这些测量结果整合到了原子模型中,并将这些测量结果与不同边界上的粒子的碰撞和对话相结合,进一步进行了模拟,以确定碰撞的强度和自由度

“不管怎样,它都变成了一个标准的弯曲角,”Chiusaid说,“并且在模拟的任何方向上都可以达到80度,这与我们的冷冻ET实验和观察结果完全匹配。”

弯曲发生在牛奶上,就在牛奶下面,一簇特殊的糖分子与蛋白质结合,形成铰链计算机模拟表明,这种病毒结构中的突变会影响其感染能力,实验也将进一步展开:研究表明,病毒蛋白质部分的突变使病毒几乎没有传染性这表明,将手指固定可以提供一个对抗病毒的场所

金说:“研究更危险的冠状病毒的人,包括MERS-CoVandSARS-CoV-2,已经确定了与该地区相当的地区,并发现了针对该地区的抗体。”“这告诉我们,这是一个高度保守的关键区域,意味着它在进化过程中一直保持着这种状态。也许通过将这个区域作为冠状病毒的目标,我们可以战胜通用治疗或疫苗。”

这项工作得到了国家虚拟生物技术实验室的支持,该实验室是能源实验室部门的农业部门,专注于应对COVID-19流行病,由冠状病毒CARESAct提供资金;国家科学基金会;和国家卫生研究所


来源:

Materials provided by
DOE/SLAC National Accelerator Laboratory. Original written by Glennda Chui.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. David Chmielewski, Eric A. Wilson, Grigore Pintilie, Peng Zhao, Muyuan Chen, Michael F. Schmid, Graham Simmons, Lance Wells, Jing Jin, Abhishek Singharoy, Wah Chiu.
    Structural insights into the modulation of coronavirus spike tilting and infectivity by hinge glycans. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-42836-9

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