中國學者連發3篇Cell!高福、饒子和等團隊在冠狀病毒領域取得新進展

SARS-CoV-2已在世界範圍內傳播,並引起了全球大流行。起源於蝙蝠的RaTG13是現時與系統發育關係最密切的病毒。這些結果闡明了RaTG13的受體結合和宿主適應機制,並強調了對動物病毒庫攜帶的冠狀病毒進行連續監視以防止CoV再次溢出的重要性。新興和重新出現的病原體威脅著全球公共衛生,並造成巨大的經濟損失。蝙蝠被公認為是α和β冠狀病毒的天然儲存庫。

來源:iNature(ID:Plant_ihuman)

SARS-CoV-2已在世界範圍內傳播,並引起了全球大流行。起源於蝙蝠的RaTG13是現時與系統發育關係最密切的病毒。

2021年5月24日,中國科學院微生物研究所,安徽大學,山西農業大學等多組織合作,王奇慧,高福及齊建勳共同通訊在Cell線上發表題為“Binding and molecular basis of the bat coronavirus RaTG13 virus to ACE-2 in humans and other species”的研究論文,該研究獲得了RaTG13受體結合域(RBD)與人ACE2(hACE2)的複雜結構,並進一步評估了RaTG13 RBD與另外24個ACE2直系同源物的結合。

通過將RaTG13 RBD中的殘基替換為SARS-CoV-2 RBD中的殘基,該研究發現殘基501(在VOC 501Y.V1 / V2 / V3中發現的主要位置)在確定RaTG13的潜在宿主範圍中起關鍵作用。該研究還發現SARS-CoV-2可以誘導針對RaTG13的强交叉反應抗體,並確定了SARS-CoV-2 MAb CB6,可以交叉中和RaTG13假病毒。這些結果闡明了RaTG13的受體結合和宿主適應機制,並強調了對動物病毒庫攜帶的冠狀病毒(CoV)進行連續監視以防止CoV再次溢出的重要性。

另外,mRNA的加帽和校對在SARS-CoV-2複製和轉錄中起著至關重要的作用。2021年5月24日,清華大學,上海科技大學等多組織合作,饒子和,婁智勇及Gao Yan共同通訊在Cell線上發表題為“Coupling of N7-methyltransferase and 3'-5' exoribonuclease with SARS-CoV-2 polymerase reveals mechanisms for capping and proofreading”的研究論文,該研究以識別為Cap(0)-RTC的形式展示SARS-CoV-2複製轉錄複合體(RTC)偶聯共轉錄加帽複合體(CCC)的冷凍EM結構,該結構包括nsp12 NiRAN,nsp9,nsp14,以及nsp10蛋白。Nsp9和nsp12 NiRAN將nsp10 / nsp14募集到Cap(0)-RTC中,形成N7-CCC,以在pre-mRNA的5'末端產生cap(0)(7MeGpppA)。通過cryo-EM觀察到的Cap(0)-RTC的二聚體形式表明,nsp14 ExoN具有反演回溯機制,有助於與聚合酶nsp12一起對RNA進行校對。這些結果不僅為理解SARS-CoV-2 mRNA的共轉錄修飾提供了結構基礎,而且還闡明了如何維持SARS-CoV-2中的複製保真度。

針對SARS-CoV-2刺突蛋白受體結合結構域的抗體可預防SARS-CoV-2感染。然而,針對其他刺突蛋白結構域的抗體的作用在很大程度上尚不清楚。2021年5月24日,大阪大學劉亞飛等人在Cell線上發表題為“An infectivity-enhancing site on the SARS-CoV-2 spike protein targeted by antibodies”的研究論文,該研究從COVID-19患者中篩選了一系列抗刺突蛋白單克隆抗躰,發現一些針對N末端域(NTD)的抗體誘導了受體結合域(RBD)的開放構象,從而增强了結合刺突蛋白對ACE2的能力和SARS-CoV-2的感染性。突變分析表明,所有增强感染性的抗體都可以識別NTD上的特定位點。結構分析表明,所有增强感染力的抗體均以相似的管道與NTD結合。在重症患者中高水准檢測到針對該感染力增强位點的抗體。此外,該研究在未感染的供體中鑒定了針對感染力增强位點的抗體,儘管頻率較低。這些發現表明在SARS-CoV-2感染期間不僅產生中和抗體,而且產生增强抗體。

新興和重新出現的病原體威脅著全球公共衛生,並造成巨大的經濟損失。新的冠狀病毒(CoV),即SARS-CoV-2被發現,然後在2020年初分離。SARS-CoV-2後來在世界範圍內傳播,引起了全球大流行。截至2021年3月5日,世界衛生組織(WHO)在全球範圍內已記錄超過1.14億例確診的COVID-19病例,並有250萬例相關死亡。

SARS-CoV-2屬於冠狀病毒科,是按RNA病毒。CoV分為四個屬,即α,β,γ和δCoV。蝙蝠被公認為是α和β冠狀病毒的天然儲存庫。越來越多的證據表明,蝙蝠冠狀病毒(bCoV)是急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV,beta CoV),中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV,beta CoV)等的來源,其中大多數可以感染人類並引起疾病。在過去的二十年中,SARS-CoV和MERS-CoV都造成了全球性暴發,並且中東地區確診的MERS-CoV感染病例仍在新增。

SARS-CoV-2與蝙蝠的幾種CoV密切相關。RaTG13最接近SARS-CoV-2,在受體結合域(RBD)中具有96.2%的整體基因組序列同一性和89.3%的胺基酸同一性。與SARS-CoV-2相比,RaTG13的一個變化是在刺突(S)蛋白上的S1 / S2切割位點沒有四個殘基(PRRA)插入。但是,此類殘基插入可在CoV中自然發生,這可能有助於RaTG13進化為下一次潜在大流行的病原體。考慮到RaTG13與SARS-CoV-2之間的相似性以及SARS-CoV-2造成的破壞,RaTG13可能對人類和其他動物構成重大威脅。為了避免這種風險,需要研究RaTG13的宿主範圍。

該研究獲得了RaTG13受體結合域(RBD)與人ACE2(hACE2)的複雜結構,並進一步評估了RaTG13 RBD與另外24個ACE2直系同源物的結合。

通過將RaTG13 RBD中的殘基替換為SARS-CoV-2 RBD中的殘基,該研究發現殘基501(在VOC 501Y.V1 / V2 / V3中發現的主要位置)在確定RaTG13的潜在宿主範圍中起關鍵作用。該研究還發現SARS-CoV-2可以誘導針對RaTG13的强交叉反應抗體,並確定了SARS-CoV-2 MAb CB6,可以交叉中和RaTG13假病毒。這些結果闡明了RaTG13的受體結合和宿主適應機制,並強調了對動物病毒庫攜帶的冠狀病毒(CoV)進行連續監視以防止CoV再次溢出的重要性。

參考消息:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00661-9

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00663-2

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00662-0#%20

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資料標籤: 饒子和 cell
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