埃博拉病毒研究取得重大突破

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

埃博拉病毒是引起人和靈長類動(dòng)物發(fā)病且致死率很高的生物安全四級(jí)(BiosafetyLevel4)烈性病毒。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),自1976年首次被發(fā)現(xiàn)至今,埃博拉病毒已經(jīng)在非洲肆虐了近40年;3月開始,一場以幾內(nèi)亞、利比里亞和塞拉利昂為中心的扎伊爾型埃博拉病毒疫情迅速在整個(gè)西非蔓延開來,共導(dǎo)致了28000多人感染,死亡人數(shù)接近11000人。

1月15日,國際學(xué)術(shù)期刊Cell在線發(fā)表中國科學(xué)院微生物研究所、中國疾病預(yù)防控制中心高福研究團(tuán)隊(duì)的文章EbolaViralGlycoproteinBoundtoItsEndosomalReceptorNiemann-PickC1(《埃博拉病毒糖蛋白結(jié)合內(nèi)吞體受體NPC1的分子機(jī)制》),從分子水平闡釋了一種新的病毒膜融合激發(fā)機(jī)制(第五種機(jī)制),這種新型機(jī)制與之前病毒學(xué)家們熟知的四種病毒膜融合激發(fā)機(jī)制都大為不同,成為近年來國際病毒學(xué)領(lǐng)域的一大突破;該研究為抗病毒藥物設(shè)計(jì)提供了新靶點(diǎn)。

來自微生物所高福研究團(tuán)隊(duì)的王寒、施一、宋健、齊建勛是該篇論文的共同第一作者,高福為通訊作者。

該研究加深了人們對(duì)埃博拉病毒入侵機(jī)制的認(rèn)識(shí),為應(yīng)對(duì)埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理論基礎(chǔ)。

埃博拉疫情在西非爆發(fā),中國政府派出首批62名工作人員組成首批移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室檢測隊(duì)出征塞拉利昂,高福受命任中國CDC實(shí)驗(yàn)室檢測隊(duì)前方工作組副組長,主要負(fù)責(zé)與國際組織的溝通、外聯(lián)等工作,工作期間在《科學(xué)》(Science)雜志上發(fā)表了題為OnthegroundinSierraLeone(《行走在塞拉利昂大地上》)的現(xiàn)場工作紀(jì)實(shí)文章,并隨后在《自然》(Nature)雜志上發(fā)表埃博拉病毒基因進(jìn)化重大研究成果。 埃博拉病毒是一類囊膜病毒,其對(duì)宿主的入侵可以分成兩個(gè)重要步驟,首先是病毒粘附到宿主細(xì)胞膜表面,然后是病毒通過細(xì)胞內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,形成內(nèi)吞體,在內(nèi)吞體內(nèi),病毒發(fā)生膜融合過程,釋放自身遺傳物質(zhì)。

人的TIM分子是一類廣泛分布于免疫細(xì)胞上的免疫分子,在過敏反應(yīng)、哮喘、移植耐受以及自身免疫等免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。前不久,高福團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn),人TIM分子不與埃博拉病毒囊膜表面糖蛋白直接相互作用,而是通過結(jié)合病毒囊膜上的磷脂酰絲氨酸分子來促進(jìn)病毒感染。該成果以《埃博拉病毒入侵:人TIM分子的結(jié)構(gòu)與結(jié)合PS的分子基礎(chǔ)》為題發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》上,同時(shí)被該雜志收錄為第35期的封面文章。

在此基礎(chǔ)上,高福團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探索埃博拉病毒進(jìn)入細(xì)胞后在內(nèi)吞體里發(fā)生的入侵機(jī)制。前人研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)吞體膜上的NPC1分子是埃博拉病毒入侵所必需的,但是NPC1分子如何介導(dǎo)病毒入侵卻一直是個(gè)未解之謎。NPC1分子是負(fù)責(zé)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)的多次跨膜蛋白,具有三個(gè)大的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域(A,C和I)。埃博拉病毒囊膜表面糖蛋白在內(nèi)吞體里經(jīng)過宿主蛋白酶Cathepsin的酶切處理,變成激活態(tài)糖蛋白,暴露出受體結(jié)合位點(diǎn)與NPC1分子的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域C發(fā)生相互作用,從而啟動(dòng)后續(xù)的病毒膜融合過程,實(shí)現(xiàn)病毒的感染生活史。該研究團(tuán)隊(duì)率先解析了NPC1分子的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域C的三維結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)其具有一個(gè)由α螺旋和β折疊組成的球狀核心結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)突出來的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。隨后,研究人員解析出激活態(tài)糖蛋白與腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域C的復(fù)合物三維結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)域C主要利用兩個(gè)突出來的環(huán)狀結(jié)構(gòu)插入激活態(tài)糖蛋白頭部的疏水凹槽里,從而發(fā)生相互作用。這一重大發(fā)現(xiàn)預(yù)示著人們能夠針對(duì)激活態(tài)糖蛋白頭部的疏水凹槽設(shè)計(jì)小分子或多肽抑制劑,來阻斷埃博拉病毒的入侵過程。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn),激活態(tài)糖蛋白與腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域C結(jié)合后,會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化,使得糖蛋白的融合肽更容易暴露出來,插入內(nèi)吞體膜上,從而啟動(dòng)膜融合過程。

所有已知病毒傳播鏈全部終結(jié) ■世界衛(wèi)生組織1月14日在日內(nèi)瓦宣布,利比里亞復(fù)燃的埃博拉疫情已于14日結(jié)束,目前所有已知的埃博拉病毒傳播鏈在西非地區(qū)全部終結(jié)。根據(jù)世衛(wèi)組織規(guī)定,超過42天沒有新增埃博拉病例即可宣告疫情結(jié)束。利比里亞曾于去年5月首次宣布埃博拉疫情結(jié)束,但隨后埃博拉病毒兩次在該國出現(xiàn)。14日距離該國最后一例確診病例兩次檢測呈陰性已過去42天 戰(zhàn)勝疫情,中國發(fā)揮重要作用

■在西非抗擊埃博拉疫情進(jìn)程中,中國是全球提供援助最早的國家之一,向相關(guān)疫情國家提供了大量人力、物力、財(cái)力支持。世衛(wèi)組織應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)管理和人道主義應(yīng)對(duì)司司長里克?布倫南14日接受新華社記者采訪時(shí)說:“我們感謝中國援助資金與物資,大量派遣醫(yī)護(hù)人員和專家,他們在治療患者、調(diào)查病例與追蹤接觸對(duì)象等方面發(fā)揮了重要作用!

北京時(shí)間今天凌晨,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》在線發(fā)表中國科學(xué)院微生物研究所、中國疾病預(yù)防控制中心高福院士研究團(tuán)隊(duì)的文章“埃博拉病毒糖蛋白結(jié)合內(nèi)吞體受體NPC1的分子機(jī)制”,從分子水平闡釋了一種新的病毒膜融合激發(fā)機(jī)制(第五種機(jī)制),這種新型機(jī)制與之前病毒學(xué)家們熟知的四種病毒膜融合激發(fā)機(jī)制都大為不同,成為近年來國際病毒學(xué)領(lǐng)域的一大突破;該研究為抗病毒藥物設(shè)計(jì)提供了新靶點(diǎn)。

來自中國科學(xué)院微生物研究所高福院士研究團(tuán)隊(duì)的王寒、施一、宋健、齊建勛是該篇論文的共同第一作者,高福院士為本文通訊作者,其中年齡最小的宋健1993年出生,還不滿23歲。該研究加深了人們對(duì)埃博拉病毒入侵機(jī)制的認(rèn)識(shí),為應(yīng)對(duì)埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理論基礎(chǔ)。

埃博拉疫情在西非爆發(fā),中國政府派出首批62名工作人員組成移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室檢測隊(duì)出征塞拉利昂,高福受命任中國CDC實(shí)驗(yàn)室檢測隊(duì)前方工作組副組長,主要負(fù)責(zé)與國際組織的溝通、外聯(lián)等工作。其間在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為“行走在塞拉利昂大地上”的現(xiàn)場工作紀(jì)實(shí)文章,并隨后在《自然》雜志上發(fā)表埃博拉病毒基因進(jìn)化重大研究成果。 “幫助非洲兄弟抗擊埃博拉病毒是中國政治外交的重大成就,中國走在了全世界前面。”高福院士說,“在整個(gè)抗擊埃博拉過程中,我們出色地完成了任務(wù),并實(shí)現(xiàn)了‘零感染’。”

事實(shí)上早在高福和他的團(tuán)隊(duì)就開始對(duì)包括埃博拉病毒在內(nèi)的“囊膜病毒”開展基礎(chǔ)研究。之所以能在近兩年取得突破,高福將主要原因總結(jié)為兩點(diǎn):一是在非洲親身經(jīng)歷了疾病帶給人類的痛苦和吞噬生命的殘酷,給我們團(tuán)隊(duì)巨大的勇氣和動(dòng)力;二是上海光源等一批國家大科學(xué)裝置的興建,為科研和實(shí)驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。高院士說:“以前我們的口號(hào)是與國際接軌,但所謂接軌最多的就是跟在別人后面。作為GDP世界第二的大國,應(yīng)該要‘生產(chǎn)火車頭’,擁有一些世界領(lǐng)先的成果,這些都離不開科研基礎(chǔ)設(shè)施和大科學(xué)裝置的建設(shè)。目前符合埃博拉病毒等級(jí)的生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室,全國只有在武漢的唯一一家,力量仍需繼續(xù)加強(qiáng)!


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