Structure of COVID-19 virus hints at key to high infection rate

康奈尔大学对SARS-CoV-2病毒结构的研究揭示了一个独特的特征,可以解释为什么这种病毒在人与人之间传播得如此之快。康奈尔大学的研究小组还指出,除了灵长类动物外,猫、雪貂和貂显然是最容易感染人类病毒的动物种类。

Gary Whittaker是兽医学院的病毒学教授,也是4月19日发表在《分子生物学杂志》上的《SARS-CoV-2 Spike蛋白的系统发育分析和结构建模揭示了一种独特的进化和蛋白水解敏感的激活回路》一书的高级作者。

该研究确定了SARS-CoV-2突刺蛋白的一个结构环,即病毒进入细胞的区域,该环中的四个氨基酸序列与该病毒谱系中其他已知的人类冠状病毒不同。

对SARS-CoV-2谱系的分析显示,它与SARS-CoV-1和HCoV-HKU1具有相同的特性。SARS-CoV-1于2003年首次出现在人类身上,具有致命性,但传染性不强。HCoV-HKU1是一种高传染性,但相对良性的人类冠状病毒。SARS-CoV-2具有高度传染性和致命性。

惠特克说:“它具有这两种特性的奇怪组合。”他指出,研究人员目前正专注于对这种结构环和四种氨基酸序列的进一步研究。“我们的预测是,这种循环对传播能力或稳定性非常重要,或者两者兼而有之。”

惠特克说,最近的其他研究已经在中国发现了一种携带冠状病毒的蝙蝠,这种病毒具有类似的环状结构,但不同的氨基酸序列,这为未来的研究提供了新的线索。

研究人员还将SARS-CoV-2结构模型与在其他动物身上发现的冠状病毒进行了比较,证实SARS-CoV-2起源于蝙蝠。有人认为这种病毒可能是通过穿山甲(一种有鳞的食蚁兽)传播的,但根据这项研究,对病毒序列和结构的比较没有发现这方面的证据。

“SARS-CoV-2是如何进入人体的还不清楚,”惠特克说。

他说,在SARS-CoV-2中新发现的基因序列表明可能存在一种未知的中间宿主。

猫、雪貂和水貂也很容易感染:为了感染细胞,长刺蛋白的特征必须与宿主细胞表面的受体结合,而猫的受体结合位点与人类非常接近。到目前为止,猫的感染似乎是温和和罕见的,没有证据表明猫可以反过来感染人类。

惠特克补充说,对猫类冠状病毒的研究可以为SARS-CoV-2和冠状病毒的研究提供进一步的线索。

他说:“我们正保持开放的心态,看看类似的事情是否会发生在猫身上,而现在已经发生在人类身上了。”

哈维尔·詹姆斯是惠特克实验室的博士后研究员,也是这项研究的第一作者。这项工作得到了美国国立卫生研究院的支持。

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