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蛋白质合成|潜藏在新冠病毒内的23种未知蛋白被发现 “如何工作”仍未可知

尽管新冠病毒早已是全球成千上万科研项目攻克的目标 ， 但作为迄今为止已知的最大、最复杂的RNA病毒之一 ， 它仍然是令人困惑的存在 ， 还有众多的未解之谜等待人类去发现 。
9月10日《自然》杂志刊发的一项研究显示 ， 研究人员发现了23种由新冠病毒编码的、此前未知的蛋白质 ， 而它们在人体感染新冠病毒过程中的作用目前仍然“神秘未知” 。
新方法“挖出”23种此前未知的新冠病毒基因蛋白
此前 ， 科学家通过破解新冠病毒RNA基因组掌握了制造29种蛋白质的指令 ， 比如帮助病毒颗粒感染细胞的刺突蛋白 ， 以及多种在细胞内变得活跃的病毒蛋白质 。 然而 ， 新冠病毒掌控的是否比这29个指令更多却一直无解 。
为了进一步鉴定蛋白质 ， 以色列魏茨曼科学研究所的诺姆·斯特恩-吉诺萨尔博士和她的同事利用病毒遗传物质和细胞蛋白质产生机制之间的关系 ， 揭示了病毒蛋白质编码片段和它们产生的新的、可能很重要的蛋白质的细节 。
蛋白质合成|潜藏在新冠病毒内的23种未知蛋白被发现 “如何工作”仍未可知
▲新冠病毒颗粒(蓝色和橙色)正在感染细胞示意图 。 图据《自然》杂志
目前 ， 新冠病毒的大多数图谱都依赖于基因测序 ， 基于对其他相关冠状病毒（如SARS）的认知和计算机预测 。 相比之下 ， 新方法是基于RNA转译的理念 ， 即将RNA指令转换成细胞中制造的蛋白质的过程 ， 这一方法可以提供更多信息 ， 而且也不需要基于任何此前的病毒图谱或先验假设 。
而在这一新的实验中 ， 吉诺萨尔团队用新冠病毒感染了实验室培养的细胞 ， 然后重点研究了核糖体的活性 ， 核糖体又被称为细胞蛋白质的制造工厂 。 核糖体将新冠病毒识别为信使RNA ， 并很快开始将RNA序列的不同部分翻译成蛋白质 。 当核糖体释放出蛋白质链时 ， 研究小组将细胞冷冻并检测出所有的核糖体及其产物 。
研究人员寻找的第一个接触对象是所谓的ORFs（开放阅读框） ， 一种让核糖体知道从哪里开始和结束这个过程的遗传符号 ， 在此过程中 ， 蛋白质编码被读取 ， 氨基酸被逐个添加 。
最终 ， 研究团队在新冠病毒基因组中发现了23个此前不为人知的蛋白质序列 ， 包括一些全新的蛋白质 ， 及一些已知蛋白质的缩短或延长版本 。 这些蛋白质是由病毒编码的 ， 不管它们的功能如何 ， 都可能作为抗原 ， 在某些情况下导致免疫系统出现危险的过度反应 。
新冠病毒“成功秘诀”：只要复制得够快 就能感染人体
对这些蛋白的进一步研究有助于更好地了解感染新冠病毒的过程 ， 以及更好地治疗新冠病人或预防人体危险的免疫过度反应的方法 。
“核糖体谱分析方法使我们不仅能够精确地识别病毒基因组上被翻译成蛋白质的序列 ， 还能为我们提供各种蛋白质的准确数量 。 然后 ， 我们就有了足够的信息来比较新冠病毒和相关的冠状病毒 ， 以及现有的预测 。 这种差异使我们能够识别编码先前未知的新冠病毒蛋白的基因序列 。 ”吉诺萨尔说道 。
此外 ， 该研究还进一步揭示了新冠病毒感染人体细胞的一些秘密 。 对新冠病毒在几种不同类型细胞中进行测试后 ， 研究团队发现 ， 肺部的某些上皮细胞可能是“最有意愿”的新冠病毒宿主 。
不仅如此 ， 这项研究还揭示了另一个新冠病毒“成功的秘诀”：病毒“单纯地”设法在人体内进行快速复制 ， 因此细胞中的病毒RNA数量迅速就超过了人体内的RNA 。 “它的刺突上不需要有特殊的蛋白质 ， 也不需要向核糖体发出特殊信号 ， 它只需要（靠）数量（取胜）” ， 吉诺萨尔解释道 。
这一全新的新冠病毒蛋白合成谱有望为多个新的研究方向奠定基础 ， 例如 ， 对独特抗原的鉴定可能有利于针对新冠病毒感染更为准确、廉价、快速测试的发展 。 此外 ， 这一发现还可以帮助预测哪些感染者会发展成为严重疾病 ， 并为新冠治疗药物和疫苗的研发提供新的见解 。
红星新闻采访人员 徐缓
编辑 郭宇
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