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爆发!2天武汉大学,福州大学,浙江大学及清华大学等发表6篇Nature

iMedicines 2023-01-10


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中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和几种蝙蝠冠状病毒使用二肽基肽酶-4 (DPP4)作为进入受体。然而,新冠病毒的受体仍然不清楚。

2022年12月7日,武汉大学严欢、中国科学院生物物理研究所王祥喜、美国华盛顿大学David Veesler共同通讯在Nature在线发表题为“Close relatives of MERS-CoV in bats use ACE2 as their functional receptors”的研究论文,该研究表明蝙蝠MERS相关冠状病毒使用ACE2为功能性受体。该研究发现NeoCoV及其近亲PDF-2180可以有效结合并使用特定的蝙蝠血管紧张素转换酶2 (ACE2)同源物,以及人类ACE2作为进入受体,通过刺突(S)蛋白上的受体结合域(RBDs)

冷冻电镜分析显示,RBD-ACE2结合界面涉及蛋白质-聚糖相互作用,与其他已知的使用ACE2的冠状病毒不同。作者鉴定了人类ACE2337-342残基作为限制NeoCoV进入的分子决定因素,而含有T510F RBD突变的NeoCoV S伪型病毒有效地进入了表达人类ACE2的细胞。虽然SARS-CoV-2多克隆抗体或MERS-CoV RBDs特异性纳米体不能交叉中和NeoCoV或PDF-2180,但一种ACE2特异性抗体和两种广泛中和β冠状病毒抗体可有效抑制这两种伪型病毒。总之,该研究描述了使用ACE2作为进入受体的MERS- CoV相关病毒,强调了受体使用的混杂性和潜在的人畜共患威胁。

另外,2022年12月7日,南京大学张彬彬课题组与美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰课题组合作在Nature 杂志在线发表题为“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”的研究论文,该研究报道了一个特殊的长时间爆发,GRB 211211A,它的快速发射特性在许多方面不同于所有已知的I型GRB,但它的多波段观测表明它来自非大质量恒星。特别是在光学和近红外波长中发现了大量的过量发射,这类似于在一些I型GRBs中观察到的千新星发射。这些观测结果指向了一种新的GRBs始祖类型。在白矮星(white dwarf, WD)与NS合并的场景中,合并后的磁星引擎为所有观测提供了自一致的解释,包括提示伽马射线,早期X射线余辉,以及引擎驱动的千新星发射。

2022年12月6日,福州大学叶克印与康奈尔大学Tristan H. Lambert合作在Nature 杂志在线发表题为“Electrophotocatalytic Oxygenation of Multiple Adjacent C–H Bonds”的研究论文,该研究报道了两个或三个相邻的C-H键通过脱氢和氧合的选择性氧合,使简单的烷基芳烃或三氟乙酰胺转化为相应的二或三乙酰氧基酸酯。该方法通过强氧化催化剂的重复操作来实现这种转化,但条件是有足够的选择性,以避免破坏性的过氧化。这些反应是通过电光催化来实现的,这是一种利用光和电的能量来促进化学反应的过程(点击阅读)。

2022年12月7日,浙江大学林贤丰、范顺武及唐睿康共同通讯在Nature 在线发表题为”A plant-derived natural photosynthetic system for improving cell anabolism“的研究论文,该研究开发了一个基于纳米类囊体单位(NTUs)的独立和可控的纳米植物源光合系统。为了实现跨物种应用,该研究使用特定的成熟细胞膜(软骨细胞膜(CM))进行伪装封装。作为概念的证明,该研究证明了这些CM-NTU通过膜融合进入软骨细胞,避免溶酶体降解并实现快速渗透。此外,CM-NTU在光照下增加细胞内ATP和NADPH的原位水平,并改善退化软骨细胞的合成代谢。它们还可以系统地纠正能量失衡,恢复细胞代谢,改善软骨内稳态,防止骨关节炎的病理进展。该研究治疗退行性疾病的策略是基于天然的光合系统,通过独立提供关键能量和代谢载体,可以控制地增强细胞合成代谢。本研究也加深了对生物有机体和复合生物材料在疾病治疗中的制备和应用的认识(点击阅读)。

2022年12月7日,北京生命科学研究所(NIBS)刘清华研究组在Nature杂志上在线发表了题为“A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice”的研究论文,该研究利用腺相关病毒介导的体细胞遗传学分析,发现AMPK相关蛋白LKB1-SIK3激酶以及组蛋白脱乙酰化酶HDAC4以及HDAC5对于睡眠持续时间的调节,描述了小鼠睡眠转录调节的主要信号通路,证明了体细胞遗传操纵对于小鼠睡眠研究的重要性(点击阅读)。

2022127日,清华大学时松海团队在Nature 在线发表题为“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”的研究论文,该研究表明模式化的cPCDH表达能够调节新皮层的精细组织。该研究整合深入的单细胞RNA测序分析、祖细胞谱系标记和马赛克功能分析,作者报告了集簇性原钙粘蛋白(cPCDHs)的多样化但有模式的表达-细胞粘附分子钙粘蛋白超家族的最大亚群-调节小鼠新皮层兴奋性神经元的精确空间排列和突触连通性。cPcdh基因在个体新皮层兴奋性神经元中的表达是多样化的,但表现出与其发育起源和空间定位相关的独特组成模式。功能性cPCDH表达的降低导致来自同一神经祖细胞的克隆相关兴奋性神经元的横向聚类和突触连通性的显著增加。相比之下,单一cPCDH亚型的过表达导致克隆相关兴奋性神经元的横向分散和突触连通性的显著降低。这些结果表明cPCDH表达模式偏向于哺乳动物大脑中单个新皮层兴奋性神经元的空间和功能组织。

在过去20年里,冠状病毒的跨物种传播导致了由SARS-CoV、MERS-CoV和最近的SARS-CoV-2引起的三次重大疫情。中东呼吸综合征冠状病毒属于β冠状病毒的C谱系,在包括骆驼、刺猬和蝙蝠在内的几种动物物种中也发现了Merbecovirus。虽然骆驼已被证实为中东呼吸综合征冠状病毒的中间宿主,但人们普遍认为蝙蝠,特别是蝙蝠科物种是中东呼吸综合征冠状病毒或其直系祖先的进化来源。
宿主受体对冠状病毒的特异性识别通常由刺突蛋白S1亚基中的RBD(或结构域B)介导。四种特征明确的人冠状病毒受体中有三种是跨膜蛋白酶,即ACE2DPP4和氨基肽酶N (APN)。相比之下,癌胚抗原相关细胞粘附分子1 (CEACAM1)与小鼠肝炎病毒刺突N端结构域(结构域A)相互作用。值得注意的是,具有不同结构RBDs的远亲冠状病毒可以共享相同的受体。例如,NL63使用ACE2作为进入受体,sarbecoviruses (β -冠状病毒谱系B)也广泛使用。APN是跨属受体使用的第二个例子,因为它介导了几种α冠状病毒和一种三角洲冠状病毒(PDCoV)的进入。然而,已知DPP4仅是某些乙型冠状病毒C系的进入受体,如MERS-CoV、HKU4、HKU25和相关菌株。
NeoCoV和PDF-2180使用ACE2而不是DPP4来有效地进入(图源自Nature )
几种Merbecovirus不使用DPP4进入,它们的受体用途尚不清楚,包括NeoCoVPDF-2180HKU5EriCoV-HKU31NeoCoV是在Neoromicia capensis中被发现的MERS-CoV的最近亲缘(85%核苷酸序列在全基因组水平相同)新冠病毒以前被错误地认为是从南非的Neoromicia zuluensis蝙蝠样本中提取的。PDF-2180,在系统发育上与NeoCoV密切相关,它会感染原产于乌干达西南部的Pipisrellus hesperidus蝙蝠。NeoCoV和PDF-2180 S1亚基相对于MERS-CoV的显著序列差异可能解释了为什么这些病毒不使用DPP4作为进入受体。
总的来说,作者在蝙蝠中鉴定了一种潜在的MERSCoV祖先的功能受体,结果出人意料地是ACE2,从而能够深入研究这些可能存在人畜共患风险的重要病毒。作者的研究增加了关于冠状病毒复杂受体使用的知识,突出了对这些病毒进行监测和研究的重要性,以为未来潜在的疫情做好准备。

原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05513-3

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