大流行冠状病毒的新 Omicron 变体提供了大量突变,其中许多是以前从未见过的,供科学家思考。与早期变体一样,Omicron 研究人员专注于刺突蛋白的许多变化,刺突蛋白镶嵌在 SARS-CoV-2 的表面并使其附着并侵入人体细胞。
大约 20 个 Omicron 突变存在于刺突基因之外,影响了该病毒制造的近 30 种其他蛋白质中的一些。 发表在《Nature》12 月 23 日 上的研究 表明,忽视它们是危险的 。
在这份新报告中,由加州大学旧金山分校和系统生物学家
Nevan Krogan 领导的研究人员仔细研究了一种早期令人担忧的变体 Alpha,以展示刺突之外的突变如何提高一种称为 ORF9b
的免疫抑制病毒蛋白的水平。 这种鲜为人知的蛋白质会暂时打击身体的先天免疫反应,这是其抵御病原体的第一道防线,并且可能在感染
Alpha、Delta 和 Omicron 变体中发挥作用。
说这项工作强调了超越尖峰的重要性的病毒学家马修弗里曼 , 马里兰大学医学院 。“尖峰之外的突变对于病毒如何复制和使人患病,与单独尖峰一样重要,甚至更多。”
这一发现也与吻合,该之前的研究相研究表明 SARS-CoV-2 抑制了人体对病毒的基本预警系统,并为药物开发提供了可能的分子靶点以恢复该系统。 尽管当前的Nature报告仅提供了一年前出现的
Alpha 变体的数据,但直到最近才主导全球的 Delta 变体共享了提高 ORF9b 水平的突变。 而更具传染性的 Omicron
变体几乎在同一地点发生了突变。“现在没有人关心 Alpha,”克罗根说。 “但你应该。 因为这些突变……存在于 Delta 和 Omicron
中。”
然而,其他科学家警告说,需要更多的研究来了解该突变在与 Omicron 的其他数十种突变协同作用时是否具有相同的效果。 Krogan 及其同事正在加班加点地了解 Omicron 如何影响 ORF9b。
自从 Alpha 出现以来,Krogan 的团队一直在研究特定突变如何抑制关键的分子信使干扰素。 该分子在人体抵御感染的第一道防线中发挥着重要作用,它会 触发一连串 杀死病毒的免疫活动。
在 2020 年的Nature论文中 ,研究人员表明 ORF9b(一种 SARS-CoV-2 小蛋白) 已知可抑制 先天免疫的 与另一种名为 Tom70 的人类蛋白质结合,后者位于称为线粒体的能量产生细胞器的表面。 当细胞识别出病毒 RNA 时,Tom70 对接收警报并将其传递给其他信号分子至关重要,从而启动导致干扰素产生的级联反应。
然后,在去年的另外两篇论文中,该团队确定了人类细胞用来反击 ORF9b 的一种可能策略:将 磷酸基团置于蛋白质的几个氨基酸上 。 一篇论文表明,磷酸基团处于阻止免疫抑制蛋白 的完美位置 与 Tom70 结合 。
在新的Nature论文中,Krogan
和他的同事证实了这种防御策略在人类细胞中起作用——但也证明了 Alpha 变体可能会通过显着增加 ORF9b 的产生来压倒它。
该团队将注意力集中在 Alpha 核衣壳基因的突变上,核衣壳是一种蛋白质,在许多功能中,它启动了用于构建 ORF9b 的 RNA 指令的翻译。
(Delta 和 Omicron 变体在同一位置有突变。)研究人员假设这种突变基本上降低了翻译的门槛,导致产生更多的 ORF9b 蛋白。
果然,在实验室将 Alpha 变体添加到人类呼吸道细胞后,与感染早期病毒株的细胞中的水平相比,ORF9b 的水平猛增。 将 ORF9b
单独添加到人肺细胞会导致干扰素合成急剧下降。
最后,该团队进行了一项关键实验:研究人员制作了一种模拟添加磷酸基团的 ORF9b 的突变形式。 他们发现突变蛋白不能再与 Tom70 结合——干扰素反应恢复。 这表明身体自身添加磷酸基团的技巧可以减弱 ORF9b 的作用。
克罗根说,这项研究指出了可能的药物靶点。 例如,一种化合物可能会提高尚未鉴定的酶的活性,该酶将磷酸盐添加到 ORF9b,或物理阻断 ORF9b 与 Tom70 的结合。 Krogan 的团队已经在寻找这种阻断分子。
“这确实是一个重要的故事,而 ORF9b 蛋白就是中心,”耶鲁大学医学院病毒学家和传染病医生 Maudry Laurent-Rolle 说。
有注意事项。 尽管新南威尔士大学的免疫学家 Cecile King 称这项研究的结果“令人着迷”,但她强调其数据来自 Alpha 变体。“没有证据表明这种突变……正在对 Omicron 产生影响。 这是真正的猜测。”
但是,如果后续工作表明 Omicron 中也存在高水平的 ORF9b,那将“对 Omicron 能够如此迅速地传播的能力提供一个[可能的]解释,因为它可以更有效地抑制先天免疫,”威廉·哈塞尔廷说,病毒基因组学家,是非营利组织 ACCESS Health International 的主席兼总裁。
弗里曼说,更广泛的信息是“我们必须了解这些病毒的基本病毒学,才能开发出更好的治疗方法。”
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