|张伯礼李兰娟齐点赞 新冠病毒完整结构图到底多牛
张伯礼、施一公、李兰娟齐点赞
新冠病毒完整结构图到底多牛
本报采访人员 张佳星
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新冠病毒的完整结构图 受访者供图
“我希望大家能好好看一看 。对于新冠病毒进化的思考 ， 它确实给人很多启迪 。”9月19日 ， 在一次学术研讨会上 ， “人民英雄”国家荣誉称号获得者、中国工程院院士张伯礼展示了一张新冠病毒的完整结构图 。
这是一张什么图？居然能赢得张伯礼院士为它打CALL 。不止如此 ， 据报道 ， 该研究还得到了中国科学院院士施一公、中国工程院院士李兰娟的鼎力支持 ， 并受到美国普林斯顿大学教授颜宁“不要找借口、3天内必须写完论文”的激将式敦促 。
9月20日 ， 科技日报采访人员前往清华大学结构生物学高精尖创新中心研究员李赛研究组 ， 试图一探究竟 。
给整个病毒做“CT” 从里到外看得清清楚楚
9月15日 ， 《细胞》在线发表李赛团队与李兰娟院士团队合作完成的研究论文《新冠病毒的分子结构》 ， 他们通过冷冻电镜断层成像技术 ， 把新冠病毒看了个清清楚楚 。
冷冻电镜 ， 结构解析 ， 听到这两个关键词 ， 科技粉儿可能会觉得：已经火了好些年、还能有什么新东西、不就是换个材料再做一次？
然而 ， 新科技的发展 ， 总能让人直呼“知识贫瘠限制了想象！”
“我们把新冠病毒放在冷冻电镜下 ， 每旋转3°拍摄一张照片 ， 总共拍了41张 ， 随后进行立体重构 。”李赛告诉科技日报采访人员 ， 每旋转一次都必须与上一次保持高度吻合 ， 细微的横向偏差都难以实现高精度 。
这种分布拍摄的方法和医学CT成像原理类似 ， 不同的是前者使用电子衍射成像 ， 而后者使用X射线衍射成像 。
俗话说“知人知面不知心” 。李赛却坚持解析病毒的“心” 。团队在病毒内部“打手电” ， 穿过囊膜 ， 直击里层的RNA和缠绕结构 ， 展示出迄今为止最完整的新冠病毒形象 。
分析100TB数据 绘制新冠病毒“大众脸”
2018年 ， 原本在英国牛津大学工作的李赛回国到清华大学工作 ， 组建自己的实验室 。在此之前 ， 李赛见识、解析过更为烈性的4级病毒 ， 也让多个3级病毒现出真身 ， 包括令人闻风丧胆的沙拉病毒、裂谷热病毒等 。
当新冠病毒袭来 ， 李赛坐不住了 。他通过施一公联系上正在武汉抗疫一线的李兰娟 ， 希望能够获得灭活新冠病毒以供电镜研究 。李兰娟院士当即安排团队与李赛对接 。通过严格的多聚甲醛灭活 ， 新冠病毒虽然“死了” ， 但还能保持活着的原貌 。随后 ， 灭活病毒经过严格程序进入清华大学实验室 。
辗转获得病毒毒株后 ， 李赛和团队的周工作时长超过120小时 。4月 ， 团队顺利采集了两批100TB的高质量冷冻电镜断层图像数据 。
千毒千面的病毒 ， 哪些是最核心的特性呢？当研究进入计算分析阶段 ， 即用子断层图像平均法获得高分辨率结构时 ， 必须通过对病毒重构 ， 将核心特征汇集起来 ， 才能绘制出新冠病毒“大众脸” 。
2300颗病毒的三维构像中 ， 哪些刺突蛋白最具代表性？李赛和团队开始人工挑拣 ， 这是一项极具“匠人”特性的工作 ， 全凭研究人员过往对于其他病毒研究的经验积累 ， 5万个病毒表面的刺突蛋白被挑选出进入下一步的蛋白分析 。
经过整体和局部的综合分析 ， 新冠病毒的“狡诈”本质显露无疑——表面刺突蛋白非常少 ， 平均不到30个 ， 却可以自由游走、旋转 。
“在人类认知范围内 ， 首次见识这样的囊膜病毒 。”李赛说 ， 蛋白旋转的特征让新冠病毒在攻击细胞时 ， 可以自由调整方位 ， 和受体结合 。“见风使舵”的特性让它极具传染性 。
锁定骨架蛋白 破解病毒攻击宿主的策略
