美國東部時間2020年3月4日上午10點左右，Science雜志在線發(fā)表了題為Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2 的研究論文，報道了西湖大學(xué)周強實驗室首次成功解析新型冠狀病毒細胞表面受體ACE2的全長三維結(jié)構(gòu)，以及新型冠狀病毒表面S蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與細胞表面受體ACE2全長蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。
此前，這兩項成果已分別于北京時間2月19日、2月21日在預(yù)印版平臺bioRxiv發(fā)布，并第一時間向全社會公開。(點擊看本端科普文《西湖大學(xué)研究團隊又獲重大突破：深度解密新冠病毒侵染人體一刻》)
美國得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心生物物理系主任，霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Michael K. Rosen稱，周強團隊的這一生物物理學(xué)研究，在理解新冠病毒如何侵染人體細胞方面取得了重要進展，相關(guān)研究成果最終將對研發(fā)精準的新冠肺炎診斷、治療手段起到關(guān)鍵作用。
看清新冠病毒侵染人體那一刻
新冠病毒入侵人體的關(guān)鍵，在于冠狀病毒表面的S蛋白與人體細胞表面的ACE2 蛋白的結(jié)合。如果把人體想象成一間房屋，病毒是入侵者，那么，ACE2就是這間房屋的“門把手”。S蛋白抓住了它，從而打開人體的大門，病毒得以長驅(qū)直入。
不單單是新冠病毒，以SARS代表的一部分冠狀病毒，都是通過ACE2入侵人體的。但以前科學(xué)家們從未看清ACE2的全貌及ACE2與新型冠狀病毒S蛋白的相互作用。周強實驗室的研究，用最短的時間幫助大家“看清”了新冠病毒侵染人體的那一刻。
他們發(fā)現(xiàn)，新冠病毒的S蛋白像一座橋橫跨在ACE2表面，與SARS病毒很相似，且新冠病毒S蛋白的受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與SARS病毒序列具有82%的相似性，據(jù)此或可比較新冠病毒、SARS兩種冠狀病毒與人體內(nèi)細胞蛋白結(jié)合的能力。這種結(jié)合能力可能影響病毒的傳染力，當(dāng)然，究竟是增強還是減弱，還需要通過其他實驗手段驗證。
加州大學(xué)洛杉磯分校分子與醫(yī)學(xué)藥理學(xué)、生物工程特聘教授孫仁認為，S蛋白與其受體的相互作用，是病毒傳播的重要決定因素之一。因此，觀察S蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的序列及對應(yīng)結(jié)構(gòu)在病毒跨物種傳播過程中、傳播后的變化，對我們了解確認傳播機制、預(yù)測傳播能力來說是一條有效路徑。
“周強團隊的研究，在理解病毒入侵細胞的機制上邁出了重要一步，并有助于我們進一步理解病毒跨物種及物種間的傳播。而對于不同冠狀病毒的S蛋白和不同宿主的ACE2，針對其多種組合的相互作用方式進行比較研究，或許會得出更多關(guān)鍵信息。”
科學(xué)研究是經(jīng)年累月的積累
很多人驚訝，在武漢封城之后短短不到一個月的時間里，為何周強實驗室能這么快取得成果?其實科學(xué)研究有著自身的規(guī)律，哪有什么奇跡，無非是經(jīng)年累月的積累。
過去兩年，周強團隊一直在西湖大學(xué)從事人源氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白的研究，這是一類專門負責(zé)在人體內(nèi)運輸氨基酸的蛋白質(zhì)。這一過程中，他們?nèi)Χ艘慌匾牡鞍踪|(zhì)為研究對象，其中就有ACE2。曾在北京親歷過SARS的周強，對那場疫情記憶深刻，SARS就是通過ACE2入侵人體的。他覺得這是非常重要的一個研究對象，盡管那時對ACE2的研究并非熱門。
2019年底，新型冠狀病毒感染肺炎疫情在武漢爆發(fā)，這一次，病毒又是以ACE2為突破口進入人體。周強很快意識到疫情的嚴重性，立即將對新型冠狀病毒與全長ACE2的結(jié)構(gòu)解析提到最高優(yōu)先級。與此同時，西湖大學(xué)與科研相關(guān)的冷凍電鏡中心、超算中心也行動起來，無論是在校留守還是遠程介入的，所有人都全力以赴，支持研究快速推進。
分析ACE2全長結(jié)構(gòu)、獲取新型冠狀病毒S蛋白、獲取S蛋白與ACE2復(fù)合物、解析復(fù)合物結(jié)構(gòu)……這個小而精的團隊晝夜不停地奮戰(zhàn)，最終以超乎尋常的速度，成功“復(fù)現(xiàn)”新型冠狀病毒侵染人體那一刻。
年輕團隊淡然看待網(wǎng)友點贊
當(dāng)前，新冠肺炎疫情已影響全球，公眾對相關(guān)領(lǐng)域科研成果的期待也前所未有。周強實驗室的研究成果發(fā)布后，受到了社會公眾的高度關(guān)注，微博上的話題新聞瀏覽量以“億”為單位計，網(wǎng)友們的花式點贊接踵而來。
但這個年輕的科研團隊卻很淡然。在他們看來，自己只是完成了一項“本職工作”。就像醫(yī)務(wù)工作者堅守在一線治病救人，交警堅守在公路上值勤，物管堅守在小區(qū)出入口測體溫一樣，他們堅守在科學(xué)的戰(zhàn)場上，打贏了一場實驗室里的“抗疫戰(zhàn)”。
而這一份份堅守，正是我們能夠戰(zhàn)勝疫情的希望與信心所在。
(光明日報全媒體記者嚴紅楓 通訊員馮怡、嚴粒粒 )
