科学家如何努力寻找解决COVID-19大流行病的办法

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Structural 生物学 consultant on Kolabtree 詹妮弗-胡恩 他写道:"全世界的科学家都在努力寻找解决方案。 COVID-19 大流行。 

在我写下这些文字的时候,世界各地的医务人员正在全力以赴地治疗受感染的病人,科学家们正在匆忙地进行实验以开发合适的COVID-19疫苗,志愿者们正在向弱势人群运送食物和物资。这些只是人们为帮助身边的每个人而采取的众多无私行动中的一小部分。

我们在2002-2003年SARS流行期间的集体经验促使政府和普通民众迅速采取行动和改变行为,以控制病毒的传播并加快紧急研究[1]。自去年12月SARS-CoV2首次出现在公众视野中以来,已经有超过一千篇关于SARS-CoV2的初级和评论文章发表。实验室供应商正在简化COVID-19相关试剂的订单,而媒体也提供了免费获取COVID-19文章的途径,如《科学》杂志(https://www.sciencemag.org/). The Protein Data Bank, a resource for high resolution molecular structures solved by the scientific community, has seen over a hundred protein structures deposited, the first at the beginning of February [2]. Such research as well as past work on coronaviruses have led to the expedition of clinical trials worldwide [3-5].  

利用免费提供的大量数据,我生成了下面的图片,代表SARS-CoV2如何感染其宿主的一个缩影。这张图片中的蛋白质分子是由几个研究小组提供的分子结构数据获得的[6-8]。其中一个研究小组提供了所有SARS-CoV2蛋白的结构,以及它们与人类蛋白靶点的相互作用(http://korkinlab.org/wuhan).

在SARS-CoV感染期间,宿主 细胞 either engulf the virus particle or the virus membrane directly fuses to the host membrane [9,10]. These two actions are first mediated by the viral spike protein binding the enzyme displayed on the host surface, Angiotensin Converting enzyme 2, ACE2. Scientists have shown since February that ACE2 is the enzyme targeted by SARS-CoV2 [11-14]. Once the virus spike binds to ACE2, host enzymes called proteases cut a specific region of the viral spike, allowing the spike to rearrange itself. This action makes way for part of the spike to insert into the host membrane, allowing the virus membrane to fuse to it and extrude its genome inside the host [15,16]. The virus can also enter its host by becoming engulfed into vesicles, where it can then deposit its genome inside the host [17,12]. By interfering with any of the steps for SARS-CoV2 entry, infection can be halted. Molecular structures of viral proteins play an important role in drug research as its akin to having a map of unknown territory, revealing key regions on the target molecule. 

这项工作只是科学杂志加速发表的数百篇文章中的一篇,这些文章绕过了同行评议程序,以便更快地到达公众手中。我们在寻找COVID-19的解决方案方面所取得的大量进展,只有在全世界许多足智多谋的创新人士的帮助下才可能实现。要了解您如何做出贡献,请看下面的机会清单。

我一直都很欣赏生物分子的优雅结构和功能。现在,我非常赞赏全世界的科学家和公众为一个共同的目标奉献他们的精力的速度。正是我们的合作努力,将使我们度过这场大流行病。

志愿服务、创新和捐赠资源的链接:

Volunteering activities may involve helping with COVID-19 diagnoses, fact-checking and addressing misinformation, delivery of medical reagents or donations of personal protective equipment. This list is not comprehensive and contains volunteer opportunities mostly around the Toronto, Canada area. 

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参考文献:

  1. 威胁,I.o.M.U.F.o.M。 Learning from SARS: Preparing for the Next Disease Outbreak: Workshop Summary. 2004.
  2. Jin, Z., et al, 来自COVID-19病毒的Mpro的结构和其抑制剂的发现。 bioRxiv, 2020: p. 2020.02.26.964882。
  3. Jiang, S., 在没有足够安全保障的情况下,不要急于部署COVID-19疫苗和药物自然界.2020年,施普林格自然有限公司,第321页。
  4. 美国国立卫生研究院开始对COVID-19的研究性疫苗进行临床试验.2020年,美国国家卫生研究院。
  5. 世卫组织总干事在关于COVID-19的媒体简报会上的开场白 - 2020年3月27日.2020年,世界卫生组织。
  6. Cui, H., et al, 2019年武汉新型冠状病毒2019-nCoV的结构基因组学和交互组学表明病毒蛋白的进化保守功能区。 bioRxiv, 2020: p. 2020.02.10.942136.
  7. Yan, R., et al, 全长人ACE2识别SARS-CoV-2的结构基础。 科学,2020。 367(6485): p. 1444-1448.
  8. Song, W., et al, SARS冠状病毒穗状糖蛋白与其宿主细胞受体ACE2复合物的低温电镜结构。 PLoS Pathog, 2018. 14(8): p. e1007236.
  9. Groneberg, D.A., R. Hilgenfeld, and P. Zabel, 严重急性呼吸系统综合症(SARS)的分子机制。 Respir Res, 2005. 6: p. 8.
  10. Yang, Z.Y., et al, 严重急性呼吸道综合征冠状病毒的pH依赖性进入是由穗状糖蛋白介导的,并通过DC-SIGN的树突状细胞转移而增强。 J Virol, 2004. 78(11): p. 5642-50.
  11. Zhou, P., et al, 一场与可能源自蝙蝠的新冠状病毒有关的肺炎疫情。 自然,2020年。 579(7798): p. 270-273.
  12. Ou, X., et al, SARS-CoV-2的穗状糖蛋白在病毒进入时的特征及其与SARS-CoV的免疫交叉反应性。 Nat Commun, 2020. 11(1): p. 1620.
  13. 李晓伟, 等, COVID-19的分子免疫致病机制和诊断。 Journal of Pharmaceutical 分析报告, 2020.
  14. Meng, T., et al, SARS-CoV-2中的插入序列增强了TMPRSS对穗状蛋白的裂解。 bioRxiv, 2020: p. 2020.02.08.926006.
  15. Belouzard, S., V.C. Chu, and G.R. Whittaker, SARS冠状病毒穗状蛋白通过两个不同部位的连续蛋白裂解而被激活。 Proc Natl Acad Sci U S A, 2009. 106(14): p. 5871-6.
  16. Li, F., 冠状病毒尖峰蛋白的结构、功能和进化。 Annu Rev Virol, 2016. 3(1): p. 237-261.
  17. Inoue, Y., et al, 严重急性呼吸道综合征冠状病毒依赖性地进入表达删除了细胞质尾部的ACE2的靶细胞中。 J Virol, 2007. 81(16): p. 8722-9.

 


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关于作者

Ramya Sriram在全球最大的科学家自由职业平台Kolabtree(kolabtree.com)管理数字内容和通信。她在出版、广告和数字内容创作方面有十多年的经验。

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