发现新冠状病毒致命弱点,涉及RNA转录,有望阻断病毒蛋白复制
5月13号,《科学》杂志发表了瑞士、爱尔兰科学家团队的研究成果:新冠状病毒信使RNA转录复制病毒蛋白质的时候,有一个致命缺陷。
病毒是一种微小的半生命体。之所以称它为半生命体,是因为它不能单独表现出活力。它没有能量代谢器官,只能利用宿主的生化机制来进行复制。
这就是为什么病毒性疾病非常难以治疗,因为我们不可能切断自己的生化机制来阻止病毒复制。这种切断的结果会造成自身的毁灭。
新冠状病毒肺炎患者,会表现出所谓的炎症风暴。就是因为免疫系统在无差别的杀伤感染病毒的细胞,最后造成了患者肺功能丧失。
蝙蝠虽然携带各种病毒,它自身并不发病,因为蝙蝠的免疫系统已经习惯了和病毒相安无事。
在人类的健康史上,病毒就是一个挥之不去的阴影,它完美的利用了人体的生命活动规律。
几乎所有的最难治、最顽固,对人体危害最大的疾病,都是病毒性疾病,比如说艾滋病、乙肝。
但是病毒也有一个弱点,它的复制过程很精密,只要把某一个过程给卡住,就有治愈病毒的希望。
新冠状病毒SARS-cov-2入侵人体分成三大步。
》第1步,打开细胞膜,把遗传物质注入细胞内。
这一步,新冠状病毒依靠外壳外面的冠突蛋白作为钥匙。
冠突蛋白就是新冠状病毒那个圆球上面凸出来的,像蘑菇一样的东西。
这是冠状病毒的特征,也是冠状病毒被命名的原因。
冠突上面有特殊的蛋白质,这些蛋白质接触到细胞膜上的受体器官以后,会造成细胞膜的液化和穿孔。
病毒就沿着这个孔入侵细胞。
新冠状病毒SARS-cov-2厉害就厉害在这个冠突蛋白上面,它这个冠突蛋白和人类细胞膜上受体的结合能力非常强,可以感染很多器官的细胞。
针对第1步的治疗,是向人体注射疫苗,这些疫苗实际上是病毒尸体,或者尸体上的某一个部分,所以又叫灭活病毒。
灭活病毒注射到人体以后会刺激免疫系统,分泌出大量的抗体。
抗体是一个蛋白质颗粒,抗体遇到入侵的病毒就会包裹在病毒的蛋白质外壳外面,阻止病毒附着在细胞膜上。然后由免疫系统杀灭这些被标记的病毒。
因为抗体的产生要滞后于入侵的病毒,所以要提前注射疫苗。
》第2步,复制自身遗传物质。
新冠状病毒进入细胞内以后,要复制自身的遗传物质RNA,这个原料是从周围环境中摄取的,因为它自己不会携带这些原料。
所以,如果在复制的原料里放一点假冒原料,这样病毒的复制就会被卡死。
这是人类已经发现的病毒的第1个致命弱点。
根据这个原理,科学家们制造出了一种冒充核糖核酸、脱氧核糖核酸的核酸类似物。
法匹拉韦、恩替卡韦、瑞德西韦这三种药名字最后面都有一个韦,这是“vir”英文后缀的音译,这就意味着它们有共同的特点。它们是一种特殊的病毒抑制剂,通过卡死病毒RNA的复制过程,来抑制病毒。
》第3步,复制蛋白质外壳。
病毒制造蛋白质的时候,和复制自身遗传物质是不一样的,这里要分成好几个步骤。首先要从病毒的RNA上解码出一段mRNA,这个mRNA就是用来复制蛋白质的模板,上面携带了蛋白质的编码信息。
mRNA又称为信使RNA,m是英语messenger的开头一个字母。
我们知道蛋白质是由不同种类的氨基酸串出来的一条长链。
负责搬运这些氨基酸的是转运RNA,又叫tRNA。
这个时候,有了制造图纸mRNA,有了搬运工tRNA,剩下的就是在组装工厂里面按照图纸组装。这个组装工厂就是核糖体。
核糖体分成两个部分:大核糖体、小核糖体。大、小核糖体中间构成读取mRNA的通道。
核糖体沿着mRNA移动,同时tRNA按照 mRNA编码把携带的蛋白质按顺序排列在核糖体的读取框上。
排列好的氨基酸在核糖体的催化作用下连接在一起就形成了蛋白质。
● SARS-cov-2病毒mRNA制造蛋白质示意图。
但是,新冠状病毒的复制过程和人类蛋白质的复制过程有一个不同:新冠状病毒的信使RNA会在进入复制工厂(核糖体)的通道口,打一个结。
这个结是一个假的结,因为它不是一个真正存在的结,它是mRNA的折叠。
新冠状病毒的信使RNA,就是靠这个结来调节蛋白质的复制。
如果你到这里还没看明白,我们再打个比喻:病毒用流水线装配蛋白质,流水线传送带的头部有一个装置来控制这个传送带的移动,这个装置是新冠状病毒独有的。
这就是科学家们发现的新冠状病毒的致命弱点,这在以前从未被发现。
开发针对性的药物(靶向药物),来抑制这个信使RNA折叠的产生,就会严重干扰病毒复制蛋白质的过程。
病毒缺乏蛋白质外壳就没有办法组装成完整的病毒,也没有办法入侵新细胞。
这相当于让病毒裸奔。
裸露在环境中的病毒RNA会被免疫系统消灭,或者是自然衰减。
虽然科学家已经对病毒入侵细胞的过程有了相当多的了解,但还是有很多未解之谜。
其中最大的未解之谜就是:谁指挥了这精妙的一切。