高福等人聚焦新冠跨物種傳播機製:病毒如何結合蝙蝠ACE2
2020年12月23日15:13

原標題:高福等人聚焦新冠跨物種傳播機製:病毒如何結合蝙蝠ACE2

目前,新冠肺炎(COVID-19)仍在全球蔓延,疫情防控形勢依然嚴峻。而擺在科學界面前的不確定問題仍有很多,跨物種傳播機製至其中重要一環。

新冠病毒RBD與bACE2-Rm和hACE2相互作用的比較。
新冠病毒RBD與bACE2-Rm和hACE2相互作用的比較。
近日,由中國科學院微生物研究所、中國科學院大學、澳門大學、清華大學等團隊的研究員在《美國科學院院報》(PNAS)在線發表了一項最新研究,題為“Cross-species recognition of SARS-CoV-2 to bat ACE2”。研究團隊發現,新冠病毒受體結合域(RBD)可以結合大耳菊頭蝠血管緊張素轉換酶2(bACE2-Rm)並利用bACE2-Rm感染宿主細胞。

中國科學院微生物研究所高福院士、齊建勳研究員和王奇慧研究員為該論文的共同通訊作者。中國科學院大學與澳門大學聯合培養博士生劉科芳,中國科學院微生物研究所副研究員譚曙光,中國科學院微生物研究所與山西農業大學聯合培養博士生牛勝,清華大學博士王家為論文共同第一作者。

此前的研究表明,蝙蝠是MERS-CoV、SARS-CoV、HCoV-OC43、HCoV-229E、HCoV-NL63等感染人的冠狀病毒的天然宿主,而多項研究也提示新冠病毒的天然宿主是蝙蝠。研究團隊認為,新冠病毒能否結合蝙蝠ACE2並利用蝙蝠ACE2感染宿主細胞是重要的科學問題。

根據中科院微生物所發佈的科研進展,研究團隊首先通過流式細胞分析和表面等離子共振等定性、定量的研究方法,發現新冠病毒RBD結合bACE2-Rm,但親和力低於結合人ACE2(hACE2)。

然後,研究團隊分別用新冠病毒假病毒以及活病毒感染表達bACE2-Rm的穩定細胞系,發現新冠病毒假病毒和活病毒均可以有效利用bACE2-Rm感染細胞。

為了揭示新冠病毒結合蝙蝠ACE2的分子機製,研究團隊還解析了新冠病毒RBD與bACE2-Rm的復合物結構。結構分析發現,新冠病毒RBD結合bACE2-Rm時形成的分子間氫鍵等相互作用數量少於結合hACE2時的相互作用數量。

值得注意的是,研究團隊此前的一項工作發現部分蝙蝠ACE2不結合新冠病毒RBD。在此次研究中,他們通過比對32種蝙蝠ACE2序列,發現其41和42位氨基酸殘基主要為Y41E42、Y41Q42、H41E42和H41Q42四種組合。而結構分析發現,bACE2-Rm的41和42位氨基酸在結合新冠病毒RBD時非常關鍵,Y41H不結合新冠病毒RBD,而E42Q則與新冠病毒RBD的親和力稍有提高。

新冠病毒RBD與bACE2-Rm和hACE2相互作用的比較。
新冠病毒RBD與bACE2-Rm和hACE2相互作用的比較。

研究團隊認為,該研究闡明了蝙蝠ACE2受體分子的多態性與新冠病毒RBD結合的規律及關鍵位點,為新冠病毒感染蝙蝠的潛在可能性提供了理論參考。

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