我国科学家在蝙蝠抗冠状病毒起源机制研究取得新进展

中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 孙海华)记者从西北大学获悉:该校生命科学学院博士后郭媛婷及其合作者在蝙蝠抗冠状病毒的起源机制研究方面取得新进展,相关成果近日发表于美国国家科学院院刊——《美国科学院院报》期刊上。

血管紧张素转化酶(ACE2)是新冠病毒SARS-CoV-2侵入细胞的主要受体,其原本的功能主要起到调节心率和血压的作用。作为哺乳动物中唯一能真正飞行的类群,蝙蝠被称为“天然病毒库”,它们演化出了一系列与血管紧张素转化酶功能密切相关的适应性表型:一方面,飞行能力的起源和演化,促使蝙蝠的心脏功能变强,心率调控能力增强;另一方面,尽管携带了多种可以引起人类传染病的冠状病毒,但是蝙蝠自身很少或不会表现出患病的明显症状。这些现象提示,蝙蝠共同祖先的血管紧张素转化酶可能经历了自然选择作用,影响了与蝙蝠飞行和抗冠状病毒相关的两种功能。

为验证上述假说,研究团队检测了蝙蝠祖先枝系上ACE2的相关情况,发现蝙蝠祖先ACE2(AncBat-ACE2)其中确实存在显著的正选择信号,并鉴定出了10个受到正选择的氨基酸位点。

为了验证这些正选择位点的功能效应,团队通过重建蝙蝠祖先的血管紧张素转化酶蛋白,以及改变祖先序列中的正选择位点突变体(AncBat-ACE2-mut)进行实验。结果显示:与突变体相比,蝙蝠祖先血管紧张素转化酶(AncBat-ACE2)具有显著更强的酶活性。

同时,研究团队展开进一步验证,利用心脏特异表达的腺相关病毒,分别将AncBat-ACE2和AncBat-ACE2-mut转染至小鼠心脏中,并对这些小鼠进行运动疲劳测试。发现携带AncBat-ACE2的小鼠比携带AncBat-ACE2-mut的小鼠的心率调节能力和运动能力都显著增强。

研究团队进一步利用感染实验分别检测了AncBat-ACE2和AncBat-ACE2-mut与新冠病毒SARS-CoV-2的亲和性,发现相较于AncBat-ACE2-mut,AncBat-ACE2与SARS-CoV-2的亲和力显著更低。

研究表明,自然选择对蝙蝠祖先血管紧张素转化酶两种功能造成了影响,提示着蝙蝠的飞行演化与抗冠状病毒之间的协同演化关系,该结果为“蝙蝠如何进化出防御冠状病毒的机制”提供了新的理解。

郭媛婷、中国科学院昆明动物研究所蒋继滨以及昆明医科大学乔冠荣为论文共同第一作者。中国科学院昆明动物研究所刘振研究员和昆明医科大学郑昌博副教授为论文通讯作者。西北大学为第一单位。


原文链接:中国青年报:https://s.cyol.com/articles/2024-07/04/content_gGOmZOhz.html?gid=VnDMvYk4

< 上一篇

在西北大学,这门课可以零基础学小提琴

刘艳卿:发展新质生产力 赋能艺术原创力

下一篇 >