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SARS-CoV-2的多维视角

时间:2021-05-12 12:03

A multidimensio<em></em>nal view of the coronavirus

当冠状病毒SARS-CoV-2感染细胞时,究竟会发生什么?发表在 自然来自慕尼黑工业大学(TUM)和马克斯·普朗克生物化学研究所(Max Planck Institute of Biochemistry)的一个研究小组对病毒感染过程进行了全面的描绘。首次在病毒感染期间,冠状病毒和细胞之间的相互作用被记录在五个不同的蛋白质组学水平上。这些知识将有助于更好地了解病毒,并找到治疗的潜在起点。

当病毒进入细胞后,病毒和细胞蛋白质分子开始相互作用。病毒的复制和细胞的反应都是复杂蛋白质信号级联的结果。多伦多大学病毒学研究所病毒感染免疫病理学教授Andreas Pichlmair和马克斯·普朗克生物化学研究所蛋白质组学和信号转导系主任Matthias Mann领导的团队,系统记录了人类肺细胞对COVID-19病原体SARS- cov -2和SARS冠状病毒(SARS冠状病毒已为人所知一段时间)的单个蛋白的反应。

详细的交互图

为此目的,使用最先进的质谱技术和先进的生物信息学方法分析了1200多个样本。其结果是一个可自由获取的数据集,该数据集提供了病毒蛋白与哪些细胞蛋白结合以及这些相互作用对细胞的影响的信息。总共发现了1484种病毒蛋白质和人类细胞蛋白质之间的相互作用。Andreas Pichlmair说:“然而,如果我们只研究蛋白质,我们就会错过重要的信息。”一个只包含蛋白质组的数据库就像一张只有地名而没有道路或河流的地图。如果你知道地图上各点之间的联系,你就能获得更多有用的信息。”

Pichlmair认为,与地图上的交通路线网络相对应的是被称为磷酸化和泛素化的蛋白质修饰。这两种过程都是其他分子附着在蛋白质上,从而改变它们的功能。在一个蛋白质列表中,这些变化是不被测量的,所以没有办法知道蛋白质是活性的还是非活性的,例如。Pichlmair解释说:“通过我们的调查,除了被病毒关闭的细胞分子外,我们还系统地将功能分配给了病原体的各个组分。”马蒂亚斯·曼恩补充说:“到目前为止,还没有关于SARS-CoV-2的可比图谱。”“从某种意义上说,我们仔细研究了病毒在感染过程中的五个维度:它自身的活性蛋白及其对宿主蛋白质组、泛素组、磷蛋白质组和转录组的影响。”

了解病毒是如何工作的

除此之外,该数据库还可以作为寻找新药的工具。通过分析SARS-CoV-2蛋白的相互作用和修饰,确定其易损热点。这些蛋白质与细胞中特别重要的伙伴结合,可以作为治疗的潜在起点。例如,科学家们得出结论,某些化合物可以抑制SARS-CoV-2的生长。其中一些化合物的抗病毒功能已知,但也有一些化合物对SARS-CoV-2的疗效尚未研究。需要进一步研究来确定它们是否在临床应用中对COVID-19有效。

Andreas Pichlmair说:“目前,我们正在研究新的抗COVID-19候选药物,我们已经能够通过分析确定这些药物。”“我们还在开发一个自动识别热点的评分系统。我相信,详细的数据集和先进的分析方法将使我们能够在未来以更有针对性的方式开发有效的药物,并提前限制副作用。”