新研究揭示新冠病毒“致命弱點”

2021-05-18 17:13 作者：劉曲新華網責任編輯：陳曦

新華社日內瓦5月17日電(記者劉曲)一個由瑞士蘇黎世聯邦理工大學研究人員領導的國際團隊日前在美國《科學》雜志上發表論文說,新冠病毒嚴重依賴一種名為“移碼”的特殊機制調節病毒蛋白水平。他們成功揭示了新冠病毒基因組和核糖體在“移碼”過程中的相互作用,并證明利用化合物抑制“移碼”可以大幅減少病毒復制。

病毒需要利用被感染細胞內的核糖體進行自我復制,然后感染更多健康細胞并轉移到其他個體。在這個過程中,被感染細胞的核糖體根據病毒基因組發出的指令生成新的病毒蛋白。核糖體的功能是將核糖核酸(RNA)攜帶的“遺傳密碼”翻譯成蛋白質。RNA是由大量核糖核苷酸聚合而成的長鏈分子,核糖體以嚴格步驟沿著RNA分子鏈移動,每次讀取RNA上的3個相鄰核苷酸,這3個核苷酸攜帶的遺傳信息定義了蛋白質中相應氨基酸片段。

核糖體向前或向后滑動一兩個核苷酸的情況被稱為“移碼”,這種機制幾乎從不在健康細胞中發生,因為這種對“遺傳密碼”的不正確解讀將導致細胞蛋白功能失調。但諸如冠狀病毒和艾滋病病毒等卻依賴“移碼”調節病毒蛋白水平,新冠病毒就嚴重依賴由病毒RNA中一個復雜折疊引起的“移碼”來合成蛋白。

來自蘇黎世聯邦理工大學、伯爾尼大學、洛桑大學、愛爾蘭科克大學的科學家組成的研究小組報告說,他們通過復雜的生化實驗設法在新冠病毒RNA基因組發生“移碼”部位捕獲了正在讀取遺傳信息的核糖體,并利用低溫電子顯微鏡進行了觀察。

研究人員以前所未有的細節對“移碼”過程進行了分子描述,并揭示了許多意想不到的新特征。“移碼”事件為觀察通常處于動態的核糖體提供了契機,研究人員獲得了幾乎是迄今最為清晰、準確的哺乳動物核糖體圖像。

參與這項研究的蘇黎世聯邦理工大學分子生物學教授內納德·巴恩表示:“這里介紹的關于新冠病毒的結果也將有助于理解其他RNA病毒的‘移碼’機制。”

過往研究已表明,一些化合物能夠抑制冠狀病毒的“移碼”,這項最新研究進一步揭示了相關化合物對被感染細胞中新冠病毒水平的影響。實驗發現,有兩種化合物能將新冠病毒復制減少3到4個數量級,并對細胞沒有毒性。這兩種化合物中有一種是通過抑制“移碼”減少病毒復制,另一種可能通過不同機制發揮作用。

研究人員表示,盡管目前這些化合物的效力還不足以作為治療藥物,但這項研究表明,抑制核糖體“移碼”對減少病毒復制有深遠影響,這為開發更好的抗病毒藥物鋪平了道路。由于所有冠狀病毒都依賴“移碼”機制,抑制這一機制的化合物可用于治療更多冠狀病毒引起的感染。

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