新冠病毒,毫无疑问将永载人类史册。今天,全球新冠疫情确诊人数突破1亿——全世界大约每78个人中,就有1人感染。但对于这个“恶魔”,你知道它真面目吗?现在,来自清华生命科学学院的7人团队(李赛实验室),与沙特的CV团队合作,展示了迄今为止最完整的新冠病毒真实形象。3D、高清大图,逼真揭示了新冠病毒的“样子”。
清华团队说,完成这项工作,不为发论文,只为“证明病毒存在的科学论据”,让全世界进一步了解新冠疫情的严重性。
从外表来看,病毒像一个巨大的球,表面分布着刺突蛋白(红色部分),可以自由摆动。如果将病毒剖开一部分来看,可以发现,新冠病毒的平均直径约为100nm。而在病毒内部,RNA缠绕在有序排列的核糖核蛋白复合物(RNP)上。当病毒进入人体时,其表面的刺突蛋白,几乎在一瞬间就能与人体细胞表面的ACE2受体结合,“解开”细胞膜的防护,从而与细胞膜发生融合。
能如此清晰地还原出病毒原本的面貌,究竟是怎么做到的呢?从根本上来说,最重要的部分,是通过冷冻电镜断层成像、和电子断层平均重构技术,来获得新冠病毒的全病毒3D结构。据纽约时报报道,2020年10月,这项由李赛实验室与李兰娟院士共同完成的研究,成功登上了《细胞(Cell)》杂志。其研究成果,为这次最新的3D病毒科普影像提供了基础。
这次研究中,李赛团队创新性地发现,新冠病毒的刺突蛋白分布随机、且具有柔性,可以像链锤一样在病毒表面自由摆动、甚至游走。这在囊膜病毒(包括天花、乙肝、丙肝、艾滋、狂犬、新冠病毒等)中,还是首次发现。刺突蛋白摆动的特征,会让新冠病毒在攻击细胞时更具灵活性,有利于刺突蛋白同细胞上的ACE2受体结合,这可能是它高传染性的原因之一。
该清华团队负责人李赛,现为清华大学生命科学学院研究员。他本科毕业于武汉大学应用物理系,此后分别于德国斯图加特大学物理系、德国哥廷根大学生物物理系拿下硕士、博士学位。在2018年加入清华大学生命科学学院之前,李赛曾于英国牛津大学粒子成像中心工作5年。目前,李赛团队的主要研究方向聚焦于:高分辨冷冻电镜断层成像方法开发、新发致病性囊膜病毒的组装及通过膜融合去组装的结构域功能。