乞丐趕廟公:新冠病毒的三支箭

武肺病毒(SARS-CoV-2)常導致死亡的嚴重症狀,被認為是患者自身的急性免疫反應所致,而不是由病毒直接造成的損害所致。因此,需要弄清楚該病毒如何在使免疫系統無法正常運轉的同時,有效地進行入侵人體。

 

到目前為止,解決這一問題的大多數研究都集中在特定的病毒棘蛋白(spike protein)上,對其功能的特性進行了解。近日發表在《自然》雜誌上的一項新研究,則是以病毒感染了細胞,然後對感染如何影響細胞中重要的生化過程(例如基因表現和蛋白質製造)進行評估。

 

研究結果揭示了,該病毒採用多管齊下的策略來確保快速有效的複製自己,同時避開了免疫系統的偵測。

 

在感染過程中,我們的細胞通常能夠識別出它們正在被入侵,然後迅速發出信號分子,向免疫系統發出警報。但是遇到武肺病毒,有些事情並不太對勁。不僅免疫反應變慢了,讓病毒能夠快速複製而不受阻礙,而且一旦這種免疫反應發生,通常變得非常嚴重,並且不是對抗病毒而是傷害自己的身體。

 

搶攻蛋白質製造工廠:核醣體

當細胞被病毒感染時,一系列特定的抗病毒基因就開始表現:有一些充當第一線防禦者,在細胞自身中對抗病毒,而另一些則被分泌到細胞環境中,提醒鄰近的細胞及招募免疫系統來對抗入侵者。

 

此時,病毒會和宿主細胞競爭搶佔細胞內的核醣體。核醣體是蛋白質製造的工廠。對於抵抗病毒或病毒而言,蛋白質的製造SARS-CoV-2是不可或缺的需求。但病毒本身缺乏核醣體,隨之而來的是兩者之間就這一寶貴資源進行的鬥爭。

 

SARS-CoV-2如何在這場戰鬥中佔上風?─「關閉宿主」

研究人員指出,SARS-CoV-2這種病毒能夠在幾小時內依靠三種獨立但互補的策略來入侵細胞的硬體,並接管其蛋白質製造機制,同時中和細胞的內、外部抗病毒的信號傳導,延緩和模糊了免疫反應。

 

病毒使用的第一種策略是降低宿主細胞基因轉譯成蛋白質的能力,這意味著整體上製造的蛋白質減少;第二種策略是,主動降解宿主細胞的mRNA(mRNA是帶有從DNA到核醣體製造蛋白質的指令的分子),而其自身的mRNA仍受到保護。最後,該病毒還能夠阻止在宿主細胞核內合成的mRNA輸出到細胞質裡,在那裡它們會在核醣體上製造蛋白質。

 

SARS-CoV-2特有的這種三向策略,讓病毒能夠有效地執行所謂的「宿主關閉」,即病毒接管宿主細胞的蛋白質合成能力。通過這種方式,宿主細胞在感染後會,重要抗病毒基因所發出的信息,就不能急速地傳達到核醣體製造活性蛋白來抗病毒,導致我們在臨床上看到的免疫反應延遲。

 

好消息是,這項研究還成功地找出了SARS-CoV-2阻斷宿主關閉過程中涉及的病毒蛋白,可能為開發有效的COVID-19治療提供了新的機會。

 

此研究由魏茨曼科學研究所的Noam Stern-Ginossar博士與以色列生物、化學和環境科學研究所的Nir Paran博士和Tomer Israely博士共同組成了研究小組,研究重點在了解分子機理在SARS-CoV-2細胞水平感染的過程中發揮作用。

 

 

 

編譯來源:Eurek Alert(2021.05.12)

 

 

 

 

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