一份新的地图记录了冠状病毒突变的影响

一份新的地图记录了冠状病毒突变的影响
SARS-CoV-2通过与一种名为ACE2(灰色)的蛋白质结合而感染人类细胞。在这个3D模型中,暗红色代表病毒受体结合域的部分,突变极大地影响结合。资料来源:泰勒·斯塔尔/布鲁姆实验室

随着新型冠状病毒的传播,它会出现新的突变——有好有坏。

现在,Howard Hughes医学院调查员杰西绽放和他的同事已经编目了近4,000种不同的改变SARS-COV-2的结合能力

他们的数据,公开可在线提供,是科研人员开发的新资源和疫苗打击Covid-19,由SARS-COV-2引起的传染病。该工作还揭示了各个突变如何影响病毒的行为,团队报告于2020年期刊细胞

“我们不知道病毒将如何发展,但现在我们有一种方法可以看出可以发生的突变,并看到弗雷德·霍金森癌症研究中心的病毒学家绽放说。

每次病毒复制时,它都可以拿起新的基因突变。许多这些突变对病毒的行为没有影响。其他人可以让病毒更好或更糟糕地感染人。在多大程度上,突变可能使SARS-COV-2更危险一直是一个开放和争议的问题。医生和科学家分析了来自世界各地的Covid-19患者收集的病毒样本的遗传差异,捕捉对疾病的蔓延的线索。但到目前为止,没有人对其对SARS-COV-2的功能作用进行全面相关的潜在突变。

这项新的研究集中在sars - cov -2的一个关键部分——“刺突蛋白”的突变上。这种蛋白质与人类细胞上一种叫做ACE2的蛋白质结合,这是感染的必要步骤。刺突蛋白的突变可能会改变SARS-CoV-2粘附人类细胞的能力,从而感染人类细胞。

一份新的地图记录了冠状病毒突变的影响
研究人员正在研究SARS-CoV-2(红色和粉色)与人类细胞上ACE2蛋白(蓝色)接触的部分的突变。这项工作可能揭示了病毒感染细胞的能力是如何随时间变化的。资料来源:Tyler Starr/Bloom Lab和Alissa Eckert/MSMI;丹·希金斯/播出

Bloom的团队培育酵母细胞在其表面上显示钉蛋白质的片段。该片段称为受体结合结构域,与ACE2直接接触。研究人员系统地创造了数千个版本的片段 - 每种突变的突变。然后他们测量了这些突变的碎片粘在ace2上的碎片。让它们评估各种突变如何影响绑定域的功能。

数据显示,许多可能的突变可以使病毒更强烈地与人体细胞结合。但这些突变似乎在循环循环版本的病毒中似乎没有上升。

布鲁姆说:“这表明存在某种最佳位点,如果病毒能很好地结合ACE2,那么它就能感染人类。”“也许进化并不需要它变得更好。”

该团队发现,其他突变使穗蛋白与细胞结合或预防蛋白质恰好折叠成其最终形状的突变。具有这些突变的病毒的版本可能不太可能获得立足点,因为它们无法感染有效。团队的目标对于突变将如何影响野外的病毒,许多其他因素是如何影响它有效地传播的原因 - 但它们是一个有用的起点。

布鲁姆实验室的博士后泰勒·斯塔尔(Tyler Starr)说,这些数据对设计抗COVID-19药物和疫苗的研究人员也很有价值。斯塔尔和研究生艾莉·格里尼(Allie Greaney)共同领导了该项目。了解不同突变的后果可以指导药物的开发,随着时间的推移,这些药物将继续发挥作用。另外,斯塔尔说,“现在越来越清楚的是,粘附在病毒这部分的抗体是非常好的保护性抗体,我们希望用疫苗来引出。”

研究同性恋尼尔国王和他在华盛顿大学的实验室已经在研究这些疫苗。他的团队正在设计人工蛋白质,以模仿成分。作为疫苗的一部分,这种蛋白质可能潜在地培养人们的免疫系统,以产生靶向冠状病毒的抗体。研究人员改变人工蛋白质,使它们更稳定,更容易生产大量比蛋白质的自然版本。

来自Bloom的团队提供了一种方法可以进行修改。“通常,当我们试图弄清楚如何制作一个最好是在黑暗中拍摄,”金实验室的研究生丹尼尔·埃利斯说。“他们给我们的信息有点像一张小抄。这让我们的生活变得异常轻松。”


进一步探索

SARS-CoV-2会通过变异逃脱未来的药物吗?答案可能是一个微妙的“不”。

更多信息:泰勒N.Starr等人。SARS-COV-2受体结合结构域的深度突变扫描揭示了对折叠和ACE2结合的限制,细胞(2020)。DOI: 10.1016 / j.cell.2020.08.012
期刊信息: 细胞

引文:新地图目录冠状病毒突变的效果(2020,8月13日)从Https://medicalXpress.com/news/2020-08-低效--coronavirus-mutations.html
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