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他們的數(shù)據(jù)以交互式地圖的形式在網(wǎng)上公開，是科學(xué)家們開發(fā)抗病毒藥物和疫苗以對(duì)抗SARS-CoV-2引起的傳染病COVID-19的新資源,。這項(xiàng)研究還揭示了單個(gè)突變可能如何影響這種病毒的行為。相關(guān)研究結(jié)果于發(fā)表在近期的Cell期刊上,，論文標(biāo)題為“Deep mutational scanning of SARS-CoV-2 receptor binding domain reveals constraints on folding and ACE2 binding”,。  Bloom說,，“我們不知道這種病毒將如何進(jìn)化,，但如今我們有一種方法來觀察可能發(fā)生的突變，并觀察到這些突變的影響,?！?br> 每次病毒復(fù)制時(shí)，它都能獲得新的基因突變,。其中的許多突變對(duì)病毒的行為沒有影響,，其他的突變可能會(huì)使病毒在感染人類方面變得更好或更差，突變?cè)诙啻蟪潭壬峡赡苁沟肧ARS-CoV-2更危險(xiǎn)。醫(yī)生和科學(xué)家已經(jīng)分析了從世界各地COVID-19患者收集的病毒樣本中的基因差異,，以便尋找導(dǎo)致這種疾病傳播的線索,。但在此之前，還沒有人全面地將潛在的突變與它們對(duì)SARS-CoV-2的功能影響聯(lián)系起來,。 這項(xiàng)新的研究著重關(guān)注在SARS-CoV-2的一個(gè)關(guān)鍵部分---它的刺突蛋白（spike protein,，簡稱S蛋白）---上發(fā)生的突變。這種蛋白與人體細(xì)胞上一種叫做ACE2的受體蛋白結(jié)合,，這是感染的必要步驟,。刺突蛋白發(fā)生的突變可能會(huì)改變SARS-CoV-2對(duì)人體細(xì)胞的附著程度，從而可能改變它對(duì)人體細(xì)胞的感染,。 Bloom團(tuán)隊(duì)培育了酵母細(xì)胞,，使得它們的表面展示刺突蛋白的一種片段。這種稱為受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的片段與ACE2直接接觸,。他們系統(tǒng)地創(chuàng)建了這種片段的數(shù)千個(gè)版本---每種片段都有不同的突變,。然后他們測量了這些突變片段與ACE2的附著程度。這讓他們?cè)u(píng)估了各種突變可能如何影響這種受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的功能,。 這些數(shù)據(jù)顯示,，許多可能的突變可以使這種病毒與人體細(xì)胞更強(qiáng)地結(jié)合。但這些突變似乎并沒有在這種病毒的傳播毒株中獲得立足之地,。 Bloom,，“這表明存在某種‘甜蜜點(diǎn)（sweet spot）’，即如果這種病毒能夠很好地結(jié)合ACE2,，那么它能夠感染人類,。也許在進(jìn)化上沒有必要讓它變得更好?！?br> Bloom團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，其他突變使得刺突蛋白更難與人體細(xì)胞結(jié)合，或者阻止這種蛋白正確折疊成最終形狀,。具有這些突變的SARS-CoV-2病毒版本不太可能獲得立足之地,，這是因?yàn)樗鼈儾荒苡行У馗腥救梭w細(xì)胞。該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)實(shí)驗(yàn)室測試并不能完美地反映突變將如何影響這種病毒在野外的傳播,，在野外有許多其他因素影響這種病毒的傳播效率,，但它們是一個(gè)有用的起點(diǎn)。 論文共同第一作者,、Bloom實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Tyler Starr說：這些數(shù)據(jù)對(duì)于科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)對(duì)抗COVID-19的藥物和疫苗也很有價(jià)值,。了解不同突變的后果可以指導(dǎo)藥物的開發(fā)，這些藥物將在病毒會(huì)隨著時(shí)間變化的過程中繼續(xù)發(fā)揮作用,。另外,，Starr說,，“越來越清楚的是，附著在SARS-CoV-2病毒的這個(gè)片段上的抗體是非常好的,、保護(hù)性的抗體,，我們希望利用疫苗引發(fā)這些抗體產(chǎn)生?！?br> 論文共同作者Neil King和他在華盛頓大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在研究這樣的疫苗,。他的團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)模擬這種病毒蛋白組分的人工蛋白。作為疫苗的一部分,，這種蛋白有可能訓(xùn)練人們的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生針對(duì)這種新型冠狀病毒的抗體,。他們對(duì)這種人工蛋白進(jìn)行了修改，使得它比天然版本的蛋白更穩(wěn)定,，更容易大量生產(chǎn),。 Bloom團(tuán)隊(duì)獲得的這些數(shù)據(jù)為對(duì)這種人工蛋白進(jìn)行修改提供了一個(gè)路線圖。論文共同作者,、King實(shí)驗(yàn)室研究生Daniel Ellis說,，“通常情況下，當(dāng)我們?cè)噲D弄清楚如何使一種蛋白變得更好時(shí),，我們僅能盲目嘗試,。這些數(shù)據(jù)給我們的信息有點(diǎn)像備忘單。它讓我們的生活變得非常簡單,?！?br> 參考資料： 1.Tyler N. Starr et al. Deep mutational scanning of SARS-CoV-2 receptor binding domain reveals constraints on folding and ACE2 binding. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.012. 2.A new map catalogs the effects of coronavirus mutations https:///news/2020-08-effects-coronavirus-mutations.html |
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