清华大学团队揭开新冠病毒“恶魔”面纱

 2021-02-02 15:20  58人阅读   双一流大学网

原标题:揭开新冠病毒“恶魔”面纱

清华大学团队揭开新冠病毒“恶魔”面纱

新冠病毒3D形象。李赛供图

清华大学团队揭开新冠病毒“恶魔”面纱

李赛(中)与团队合影。李赛供图

深夜,清华大学医学科学楼内四周安静,只有仪器工作声偶尔回荡。清华大学结构生物学高精尖创新中心PI生命科学学院研究员李赛正目不转睛地盯着电脑屏幕。

突然,他用颤抖的手拨通了实验室电话:“通知所有人,停下工作,来我办公室。新冠全病毒结构解出来了。我们也许是世界上第一个如此真实、清晰地看见它的团队!”

对人类来说,新冠病毒是个“既熟悉又陌生”的存在。它和严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒、中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒同属冠状病毒大家庭,是导致人类大规模感染的冠状病毒。然而,冠状病毒到底长什么样,一直是个未解之谜。

1月21日,由清华大学生命科学学院李赛实验室和奥地利Nanographics公司、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科学技术大学伊万·维奥拉团队合作的新冠病毒高清科普影像问世。在纳米尺度的图像上,平均直径约为100纳米的新冠病毒像一颗奇异的星球,表面分布着硕大的、可以自由摆动的刺突蛋白“触手”。

7个人,100天,平均年龄不到28岁的李赛团队,和浙江大学李兰娟院士团队合作,打了漂亮的一仗:成为世界上第一个解出完整新冠病毒真实结构的科研团队。

迄今最完整的新冠病毒3D形象问世

刺突蛋白像一把“钥匙”,细胞上的ACE2受体(即新型冠状病毒的受体——记者注)则像一把“锁”。在“星球”内部,超长的核糖核酸(RNA)链致密缠绕在有序排列的核糖核蛋白复合物(RNP)上……最新3D影像展示了新冠病毒入侵人体细胞之初的瞬间:在接触细胞的刹那,新冠病毒与受体结合,并与细胞膜发生了膜融合。

在研究中,李赛团队发现新冠病毒的刺突蛋白分布随机且具有柔性,可以像链锤一样在病毒表面自由摆动甚至游走,这在囊膜病毒中还是首次发现。刺突蛋白摆动的特征会让新冠病毒在攻击细胞时更具灵活性,有利于刺突蛋白同细胞上的ACE2受体结合,这可能是它高传染性的原因之一。

早在北京时间2020年9月15日,国际权威学术期刊《细胞》杂志就在线发表了清华大学生命科学学院李赛实验室与浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室李兰娟院士课题组的合作成果。他们利用冷冻电镜断层成像和子断层平均重构技术成功解析了新冠病毒的全病毒三维结构。

团队还向病毒内部“打手电”,穿过囊膜,清晰地照亮了病毒内部核糖核蛋白复合物的排列结构,展示出迄今为止最完整的新冠病毒形象。审稿人在评审意见里称赞道:“这项工作展示了迄今为止我所见过的最完整新冠病毒形象,这也是使用冷冻电镜断层成像方法解析完整颗粒结构的一次绝妙的应用。”

新冠病毒是一种具有高传染性的囊膜病毒,由于它形态随机,每一颗病毒都独一无二,目前只有冷冻电镜断层成像技术才能展现它的真容。李赛是国内少有的既熟悉囊膜病毒,又拥有先进冷冻电镜断层成像技术的青年科学家,此前已经做过拉沙、裂谷热等烈性病毒的全病毒结构,挑起这项工作的担子他责无旁贷。

李赛在接受中青报·中青网记者采访时表示,这个大胆的计划,就像一份有100个选择题的考卷,团队需要在最短的时间内把这100道题全部答对。“这是一个非常困难的过程,竞争者是各自研究所的所长,兵多将广,而我们既年轻,也面临学生不能返校的情况,如今我们真的做到了,几乎没有走任何弯路。背后不是运气,而是过去10年科研的积累”。

“人们对自己看不见的东西总是会掉以轻心,我想只有尽快将新冠病毒真实、完整、清晰地呈现给世界,让大家看到它的骇人形象,才会让更多人重视起来。我们也想在全球贴出它的通缉照,为世界抗疫打打气!”谈起课题立项的初心时,李赛这样说。

他们成了离新冠病毒最近的人

要解析新冠病毒完整结构,必须有真正的病毒样品,但要获得这个材料绝非易事。

李赛是湖北人,2020年1月中旬,他听闻武汉发现不明病毒,信息零散。虽然长期从事病毒相关结构生物学研究,但他并没想到疫情会如此严重,会对他的家乡,以及自己接下来几个月的工作和生活都产生如此大的影响。彼时,他正期待着和从老家来京过年的父母团聚。

上一篇:这对北大毕业的夫妻,放弃高薪隐居深山11年,现为何又返回社会?

下一篇:没有了

相关文章: