您好,欢迎访问仪器信息网
注册
青岛澳信仪器有限公司

关注

已关注

银牌11年 银牌

已认证

粉丝量 0

400-860-5168转3136

仪器信息网认证电话,请放心拨打

当前位置: 澳信仪器 澳信服务 > 最新动态 > 二月二龙抬头祝国泰民安,看冷冻电镜助力抗击疫情!

二月二龙抬头祝国泰民安,看冷冻电镜助力抗击疫情!

澳信仪器 澳信服务

2020/02/24 17:10

阅读:145

分享:

《二月二日》

唐·李商隐

  二月二日江上行,东风日暖闻吹笙。

  花须柳眼各无赖,紫蝶黄蜂俱有情。

  万里忆归元亮井,三年从事亚夫营。

  新滩莫悟游人意,更作风檐夜雨声。

二月二,龙抬头,春回大地,犁破新土,杨柳吐翠,万物复苏。二月二,龙抬头,祝国泰民安,祝君鸿运当头,安康顺意 !让我们满怀希望,迎一片春来,等一场花开。

龙抬头,又叫做春龙节,春耕节、农事节。代表着这片东方的土地上,万物复苏,大地回春,重新开启春耕秋收的劳作。这一天龙角星随着地平线一同升起,护佑中华的神龙将在这一天苏醒,为大地兴风布雨,滋养着万亩良田,庇佑人间万万年。在龙抬头的日子里,愿每一个龙的传人生机勃勃!从这头到那头,一年好运!

如今,春天已经来临,这场疫战,相信我们也会很快取得胜利。就让我们满怀希望,等待春暖花开之日,阳光灿烂之时,共赏大美春景。

虽然疫情的发展,给全国人民带来沉重的伤害,但是苦难总会过去,即使身处黑暗之中,也要心存希望,让我们一起来看冷冻电镜如何助力抗击疫情。

助力病毒形态、

扩增过程及病毒传播途径的研究

李克强总理视察中国医科院时通过透射电镜观察新冠病毒及华盛顿大学实验室同型号电镜

Thermo Scientific Tecnai G2 Spirit


2019年12月,武汉市部分医疗机构陆续出现不明原因肺炎病人。来自多个小组的科学家从住院患者那里获得了病毒样本。截至2020年1月初,实验室检出这种新型病毒电镜下呈现典型的冠状病毒形态。专家组认为,本次不明原因的病毒性肺炎病例的病原体初步判定为新型冠状病毒。下图为中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所于1月6日分离的新型冠状病毒毒株的电镜照片。疾病预防控制中心 (CDC)和中国卫生部门后来确定并宣布,一种名为武汉冠状病毒的新型冠状病毒(2019-nCoV)引起了武汉市的肺炎爆发。

武汉新型冠状肺炎病毒电镜图片:

单个新冠病毒颗粒直径约100nm

(照片来源:国家病原微生物资源库)

新型冠状病毒(2019-nCoV)

2019-nCoV属于套式病毒目,冠状病毒科,β冠状病毒属。2003年的SARS-CoV与2012年的MERS-CoV,及模式病毒小鼠肝炎病毒MHV均属于β冠状病毒。“新病毒与其它β冠状病毒的序列基本相似, 其中不同冠状病毒与宿主细胞作用的关键spike基因(编码S-蛋白),有更大的差异性。虽然武汉新型冠状病毒S-蛋白中与人体ACE2蛋白结合的5个关键氨基酸有4个发生了变化,但变化后的氨基酸,却在整体性上完美地维持了SARS-CoV的S-蛋白与ACE2蛋白互作的原结构构象。”

冠状病毒结构图

病毒是一种非细胞生命形态,它的复制、转录、和转译的能力都是在宿主细胞中进行,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。紧接着,新一代病毒粒子从受感染细胞的表面释放出来。

香港大学研究人员于1月31日公布首批新型冠状病毒在细胞内复制过程的图像,他们通过培养受感染细胞,观察新型冠状病毒的生长过程。每个受感染的细胞会衍生出数以千计的病毒粒子,从而继续感染新细胞。

利用透射电镜研究新冠病毒

在细胞内复制扩增过程

(图片来源:香港大学)

(电镜型号:Thermo Scientific Tecnai G2 20)

助力抗病毒药物研发

目前针对新冠肺炎(COVID-19)的治疗,并没有疫苗与抗病毒特效药,疫情防控刻不容缓,这一形势急需科学家加快研发步伐。揭示2019-nCoV三维结构及其入侵过程是发现药物靶点的关键所在,有助于进一步设计药物阻断病毒入侵。

然而,病毒分子量大,且不易结晶,使其难以通过x-ray和NMR等传统手段,开展新冠病毒结构生物学研究。目前科学家们主要通过x-ray技术解析了病毒水解酶的结构,但是病毒的完整结构依然未知,后续科研工作面临着极大的挑战。

在药物与疫苗研发的关键阶段,冷冻电镜正是解析完整病毒结构及关键蛋白分子结构的利器。基于电镜技术展开的病毒结构生物学研究,科学家可以进一步确定病毒侵入细胞的关键蛋白结构与作用位点,从而针对药物靶点来设计药物,或者根据病毒的抗原表位信息来指导疫苗的设计与研发。这些研究都将为后续的疫情防治工作提供重要的科技基础。

使用冷冻电镜解析SARS完整病毒颗粒

及S蛋白分子结构的研究案例

SARS病毒冷冻电镜图片

(SARS电镜图片的引文:Architecture of the SARS coronavirus prefusion spike. Beniac DR, et al. Nat Struct Mol Biol 2006. PMID 16845391)

借助于冷冻电镜单颗粒技术,科学家们使用Vitrobot等对病毒或者病毒的结构蛋白进行冷冻制样后,借助于Krios电镜及直接电子探测器,科学家可以迅速获得样品的大量高分辨率冷冻电镜图片。从这些图片中,科学家们能清晰看见病毒表面的刺突糖蛋白(S蛋白)的结构与分布等重要信息。在获取足够二维照片之后,科学家能进一步借助Relion等三维重构软件包,迅速解析并获得病毒高分辨率水平的三维结构。基于电镜技术展开的病毒结构生物学研究,研究人员可以解析得到完整病毒颗粒及S蛋白等关键蛋白的分子结构,并可能捕获病毒入侵细胞的动态结构变化过程。

我们可以通过科学家对同属的SARS病毒S蛋白的分析研究,对未来新冠病毒研究提供简单科研线索。

2月15日,美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan教授团队和美国国立卫生研究院NIH联合在预印版网站bioRxiv上发表了首篇使用冷冻电镜解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan团队通过冷冻电镜Cryo-EM技术,解析了新冠病毒S蛋白三聚体的3.5?的近原子分辨率结构,从生物物理及结构生物学的角度加深了我们对新冠病毒的认知。

01

为何2019-nCoV的传染性如此之强?

作者使用了来自赛默飞旗下品牌Thermo Scientific的Titan Krios冷冻电镜,解析了新冠病毒突刺糖蛋白(简称S蛋白)三聚体预融合构象的近原子分辨率结构,其分辨率达3.5 ?(10-10 m,中文为埃)。该研究中发现新冠病毒S蛋白三聚体的在多数时候其三个受体结合域(Receptor-binding domains,RBDs)中的一个发生了旋转,使得其更容易与细胞表面的受体相互作用。作者还借助于其他生物物理和负染电镜(Thermo Scientific Talos TEM)技术,发现 2019-nCoV S结合细胞表面受体血管紧缩素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)的亲和力高于SARS-CoV的 S蛋白。这两方面的数据说明了为何2019-nCoV的传染性较其他冠状病毒传染性更强。

*新冠病毒S蛋白三聚体预融合构象的近原子分辨率结构

作者进一步通过动力学实验检测确认新冠病毒、SARS病毒与宿主细胞受体ACE2亲和力的差异。令人震惊的是,2019-nCoV结合ACE2的亲和力是SARS病毒结合受体亲和力的10-20倍。该研究成果进一步阐释了新冠病毒能够迅速在人际间传播的原因。

*新型冠状病毒相对SARS病毒对ACE2具有高亲和性

02

为何SARS-CoV的抗体对2019-nCoV无效?

由于新型冠状病毒与SARS-CoV病毒之间的结构同源性,通过比较,研究者发现了2019-nCoV S蛋白与SARS-CoV S蛋白的结构差异。此外,他们还测试了三种研发用于结合SARS-CoV S蛋白的单克隆抗体,研究发现这些抗体并不能与2019-nCoV S蛋白RBD产生交叉反应,这说明SARS-CoV的抗体并不能用于2019-nCoV, 针对2019-nCoV必须重新设计抗体和疫苗。

*2019-nCoV S与SARS-CoV S的结构对比


西湖大学成功解析新冠病毒细胞受体的空间结构


周强

近日,西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术成功解析此次新冠病毒的受体——ACE2的全长结构。这是世界上首次解析出ACE2的全长结构。相关研究内容于北京时间2月19日凌晨3点左右在预印版平台bioRxiv上线。这也是西湖大学承担的浙江省新型冠状病毒肺炎防治应急科研攻关任务的重要成果。

新冠病毒侵染人体那一刻发生了什么?

西湖大学深入破解

西湖大学周强实验室再次取得重大突破。

北京时间2月21日凌晨,周强研究团队在论文预印本网站BioRxiv再次发文,报道新冠病毒表面S蛋白受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白的复合物冷冻电镜结构,揭开了新冠病毒入侵人体细胞的神秘面纱。

冷冻电镜家族产品:

新型冠状病毒肺炎疫情在2020年初席卷全国,让许多制造企业复工复产难,各类线上租赁和交易平台不断涌现。仪器租赁可缓解检测机构用机难、用机贵的问题,降低仪器采购费与维护费,缩短采购周期与流程,以灵活方式节约检测机构的购置成本和时间成本,澳信检测仪器租赁便可解燃眉之急,更多产品请扫码咨询。


推荐产品
供应产品

青岛澳信仪器有限公司

查看电话

沟通底价

提交后,商家将派代表为您专人服务

获取验证码

{{maxedution}}s后重新发送

获取多家报价,选型效率提升30%
提交留言
点击提交代表您同意 《用户服务协议》 《隐私政策》 且同意关注厂商展位