本文來(lái)源：西湖大學(xué)WestlakeUniversity???

作者/馮? 怡

美國(guó)東部時(shí)間2020年3月4日上午10點(diǎn)左右，Science雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2?的研究論文，報(bào)道了西湖大學(xué)周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室首次成功解析新型冠狀病毒細(xì)胞表面受體ACE2的全長(zhǎng)三維結(jié)構(gòu)，以及新型冠狀病毒表面S蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與細(xì)胞表面受體ACE2全長(zhǎng)蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/03/science.abb2762

此前，這兩項(xiàng)成果已分別于北京時(shí)間2月19日、2月21日在預(yù)印版平臺(tái)bioRxiv發(fā)布，并第一時(shí)間向全社會(huì)公開(kāi)。

美國(guó)得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心生物物理系主任、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Michael K. Rosen稱(chēng)，周強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的這一生物物理學(xué)研究，在理解新冠病毒如何侵染人體細(xì)胞方面取得了重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果最終將對(duì)研發(fā)精準(zhǔn)的新冠肺炎診斷、治療手段起到關(guān)鍵作用。

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新冠病毒S蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域（RBD）和ACE2的相互作用示意圖

新冠病毒入侵人體的關(guān)鍵，在于冠狀病毒表面的S蛋白與人體細(xì)胞表面的ACE2 蛋白的結(jié)合。如果把人體想象成一間房屋，病毒是入侵者，那么，ACE2就是這間房屋的“門(mén)把手”。S蛋白抓住了它，從而打開(kāi)人體的大門(mén)，病毒得以長(zhǎng)驅(qū)直入。

不單單是新冠病毒，以SARS代表的一部分冠狀病毒，都是通過(guò)ACE2入侵人體的。但以前科學(xué)家們從未看清ACE2的全貌及ACE2與新型冠狀病毒S蛋白的相互作用。周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的研究，用最短的時(shí)間幫助大家“看清”了新冠病毒侵染人體的那一刻。

他們發(fā)現(xiàn)，新冠病毒的S蛋白像一座橋橫跨在ACE2表面，與SARS病毒很相似，且新冠病毒S蛋白的受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與SARS病毒序列具有82%的相似性。據(jù)此或可比較新冠病毒、SARS兩種冠狀病毒與人體內(nèi)細(xì)胞蛋白結(jié)合的能力，這種結(jié)合能力可能影響病毒的傳染力。當(dāng)然，究竟是增強(qiáng)還是減弱，還需要通過(guò)其他實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證。

加州大學(xué)洛杉磯分校分子與醫(yī)學(xué)藥理學(xué)、生物工程特聘教授孫仁說(shuō)：“S蛋白與其受體的相互作用，是病毒傳播的重要決定因素之一。因此，觀察S蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的序列及對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)在病毒跨物種傳播過(guò)程中、傳播后的變化，對(duì)我們了解確認(rèn)傳播機(jī)制、預(yù)測(cè)傳播能力來(lái)說(shuō)是一條有效路徑。”

“周強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的研究，在理解病毒入侵細(xì)胞的機(jī)制上邁出了重要一步，并有助于我們進(jìn)一步理解病毒跨物種及物種間的傳播。而對(duì)于不同冠狀病毒的S蛋白和不同宿主的ACE2，針對(duì)其多種組合的相互作用方式進(jìn)行比較研究，或許會(huì)得出更多關(guān)鍵信息。”

第一作者：西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后鄢仁鴻（左一）；通訊作者：西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員周強(qiáng)（左二）

很多人驚訝，在武漢封城之后短短不到一個(gè)月的時(shí)間里，為何周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室能這么快取得成果？其實(shí)科學(xué)研究有著自身的規(guī)律，哪有什么奇跡，無(wú)非是經(jīng)年累月的積累。

過(guò)去兩年，周強(qiáng)團(tuán)隊(duì)一直在西湖大學(xué)從事人源氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究，這是一類(lèi)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)在人體內(nèi)運(yùn)輸氨基酸的蛋白質(zhì)。這一過(guò)程中，他們?nèi)Χ艘慌匾牡鞍踪|(zhì)為研究對(duì)象，其中就有ACE2。曾在北京親歷過(guò)SARS的周強(qiáng)，對(duì)那場(chǎng)疫情記憶深刻，SARS就是通過(guò)ACE2入侵人體的，他覺(jué)得這是非常重要的一個(gè)研究對(duì)象，盡管那時(shí)對(duì)ACE2的研究并非熱門(mén)。

2019年底，新型冠狀病毒感染肺炎疫情在武漢爆發(fā)，這一次，病毒又是以ACE2為突破口進(jìn)入人體。周強(qiáng)很快意識(shí)到疫情的嚴(yán)重性，立即將對(duì)新型冠狀病毒與全長(zhǎng)ACE2的結(jié)構(gòu)解析提到最高優(yōu)先級(jí)。與此同時(shí)，學(xué)校與科研相關(guān)的冷凍電鏡中心、超算中心也行動(dòng)起來(lái)，無(wú)論是在校留守的還是遠(yuǎn)程介入的，所有人都全力以赴，支持研究快速推進(jìn)。

分析ACE2全長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、獲取新型冠狀病毒S蛋白、獲取S蛋白與ACE2復(fù)合物、解析復(fù)合物結(jié)構(gòu)……這個(gè)小而精的團(tuán)隊(duì)晝夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，最終以超乎尋常的速度，成功“復(fù)現(xiàn)”新型冠狀病毒侵染人體那一刻。

RBD-ACE2-B⁰AT1 復(fù)合物結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)下，新冠肺炎疫情已影響全球，公眾對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科研成果的期待也前所未有。2月21日，周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的研究成果第一時(shí)間向全社會(huì)公布后，受到社會(huì)公眾的高度關(guān)注，微博上的話(huà)題新聞瀏覽量以“億”為單位計(jì)，網(wǎng)友們的花式點(diǎn)贊接踵而來(lái)。

但這個(gè)年輕的科研團(tuán)隊(duì)卻很淡定，在他們看來(lái)，自己只是完成了一項(xiàng)“本職工作”。就像醫(yī)務(wù)工作者堅(jiān)守在一線(xiàn)治病救人，交警堅(jiān)守在公路上值勤，物管堅(jiān)守在小區(qū)出入口測(cè)體溫一樣，他們堅(jiān)守在科學(xué)的戰(zhàn)場(chǎng)上，打贏了一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室里的“抗疫戰(zhàn)”。

而這一份份堅(jiān)守，正是我們能夠戰(zhàn)勝疫情的希望與信心所在。

Comment from Michael K. Rosen, Chair of Department of Biophysics, University of Texas Southwestern Medical Center, HHMI Investigator:

This biophysical study provides an important advance in understanding how SARS-CoV2 infects cells, information that is critical to ultimately developing therapies to diagnose and treat COVID-19.?

Comment from Ren Sun, Distinguished Professor of Molecular & Medical Pharmacology and? Bioengineering, UCLA:?

The result represents an important step towards understanding the mechanism of viral entry into cells, and furthermore, of transmission cross- and intra-species.? More critical information will be coming from comparative studies of the interactions between S proteins and ACE2 from different coronaviruses and hosts, and their various combinations.?

The interaction between S protein and the receptor is one of the most critical determinants of transmission.? Thus, observing the evolution of the RBD sequences and the corresponding structures during and after cross-species transmission will be an effective approach to determine the mechanism of transmission, and thereby to predict the possibility of transmission.?

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的重磅！Science发表西湖大学周强实验室关于“新冠”的最新研究成果的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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