新研究发现,冠状病毒是模仿大师
哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院研究人员的一项研究发现,冠状病毒擅长模仿与严重的COVID-19疾病有关的人类免疫蛋白。
这项研究发表在本月的电池系统.
许多动植物利用模仿的艺术来欺骗它们的猎物或捕食者。病毒也采用类似的策略:病毒蛋白质可以模仿宿主蛋白质的三维形状,欺骗宿主帮助病毒完成生命周期。
哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院系统生物学助理教授Sagi Shapira博士说:“病毒使用拟态的原因和植物和动物一样——欺骗。”“我们假设,识别病毒蛋白的相似物将为我们了解病毒(包括sars - cov -2)致病的方式提供线索。”
冠状病毒是模仿的大师
在这项研究中,夏皮拉使用超级计算机用一个类似于3D面部识别软件的程序搜索病毒模拟物。他们扫描了地球生态系统中的7000多个病毒和4000多个宿主,发现了600万个病毒拟态实例。
“拟态在病毒中是一种比我们想象的更为普遍的策略,”夏皮拉说。“它被各种病毒所使用,无论病毒基因组的大小,病毒如何复制,或者病毒是否感染细菌、植物、昆虫或人类。”
但有些类型的病毒比其他类型更善于模仿。乳头状瘤和逆转录病毒就没那么多了另一方面,冠状病毒在这方面尤其擅长,人们发现它能模仿超过150种蛋白质,包括许多控制凝血或激活补体的蛋白质,补体是一组帮助摧毁病原体并增加体内炎症的免疫蛋白质。
夏皮拉说:“我们认为,冠状病毒通过模仿身体的免疫补体和凝血蛋白,可能会使这些系统进入过度活跃状态,并导致我们在感染患者中看到的病理。”
人类研究支持病毒模拟物在COVID中的作用
在大流行期间,很明显,许多COVID患者有凝血问题,一些人现在接受抗凝剂和限制补体激活的药物治疗。
在另一篇发表于自然医学哥伦比亚大学的研究人员发现,免疫补体和凝血蛋白的功能和遗传失调与严重的COVID-19疾病有关。他们发现黄斑变性患者(与增强的补体激活)更有可能死于COVID-19,补充和凝固在COVID-19病人基因更活跃,而某些基因突变在补充和凝固更有可能为COVID-19住院。
自从这篇论文在今年春天的预印本中首次发表以来,其他研究人员也发现了补体和COVID严重程度之间的联系,一些补体抑制剂的临床试验已经启动[最近进行了总结]在这里].
夏皮拉说,对病毒蛋白质功能和拟态的研究表明,了解潜在的病毒生物学可能是了解病毒如何致病以及谁可能面临最大风险的一种方法。
“病毒已经知道如何利用它们的宿主,”夏皮拉说。“通过研究病毒,我们不仅可以揭示生物学的基本原理,还可以揭示它们是如何扰乱细胞内稳态并导致病理的。希望有一天我们可以利用这些知识进行反击。
“除了COVID-19,我们正在收集的关于单个病毒蛋白质如何在地球上所有病毒中工作的信息,可能有一天会被用作医疗和农业干预的基石。”
参考文献
更多的信息
这项研究题为“一场地球病毒体扫描揭示宿主引导的病毒蛋白质结构拟态和指向疾病的决定因素”,于2020年10月13日在《细胞系统》网络版上发表。
其他作者(均来自哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科学院)是Gorka Lasso和Barry Honig。
这项研究由美国国立卫生研究院资助(授权5R01GM109018-05和5U54CA209997-03, 5R01GM030518-39, S10OD012351和S10OD021764)。
作者声明没有利益冲突。