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》)
美國得克薩斯大學西南醫(yī)學中心生物物理系主任，霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員Michael K. Rosen稱，周強團隊的這一生物物理學研究，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。
加州大學洛杉磯分校分子與醫(yī)學藥理學、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從事人源氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白的研究，這是一類專門負責在人體內(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 )
