某科學の超電報

貓奴們好消息!冠狀病毒關鍵新發現,將有助於開發貓傳染性腹膜炎疫苗!

2020/01/16 |

快訊標籤FIPMERSSARS中研院冠狀病毒分子模型宿主棘狀蛋白疫苗病毒蛋白、及 貓咪

如果您家喵皇發燒、食慾不振、腹部膨脹,主人可要當心了!因為貓可能感染無藥可醫、高致死率的貓傳染性腹膜炎 (feline infectious peritonitis, FIP)。

目前 FIP 診斷困難而缺乏有效的治療及預防方法。

為了解決獸醫的當務之急,中央研究院生物化學研究所徐尚德副研究員,以及臺灣大學分子暨比較病理生物學研究所張惠雯副教授跨領域合作,把引起 FIP 的冠狀病毒看得更仔細了!

研究團隊發現,冠狀病毒更細微的分子結構及致病過程有助未來疫苗設計與檢測,以及開發相關醫療方法,解決愛貓族長久以來的棘手問題。

我不要生病啊!圖/Tomas Ryant@Pexels

冠狀病毒……那是什麼啊?

較為人所知的冠狀病毒疾病,有嚴重急性呼吸道症候群 (SARS) ,還有中東呼吸道症候群 (MERS)。

由於冠狀病毒表面棘狀蛋白的突變,造成了分子細微的改變,從原本的宿主果子貍及駱駝,演變到感染人類。

冠狀病毒的黑白照片。圖/臺大獸醫系張惠雯提供

就像鑰匙開鎖一樣,冠狀病毒能透過表面的棘狀蛋白,辨識出宿主細胞表面受器分子的立體結構,進而感染宿主。

因此,若能更了解病毒棘狀蛋白的細微構造,將有助於解開病毒與宿主細胞的結合過程,以及結合方法的秘密。

這就是研究團隊成功建立的高解析度第一型貓傳染性腹膜炎病毒表面的「棘狀蛋白分子模型」。圖/中研院提供

結合病毒學、結構生物學、生物化學等跨領域知識,徐尚德副研究員、張惠雯副教授、與中研院邱繼輝特聘研究員、臺大張晏禎助理教授透過質譜分析技術,鑑定棘狀蛋白表面的轉譯後修飾醣化構造,並結合分子模擬計算,以及冷凍電子顯微鏡單分子結構重建分析方法,鉅細靡遺地將棘狀蛋白表面所覆蓋的醣衣原子分子構型一一重現,形成迷彩糖衣。

有了模型可以做什麼呢?

徐尚德表示,此模型提供了 FIP 致病機轉更細微的分子層面認知,並發現病毒如何與宿主細胞結合、還有致病的新機轉,這將有助開發疫苗及治療藥物。

冷凍電子顯微鏡。圖/中研院提供

研究也進一步發現,FIP 的模型結構與 SARS 和 MERS 等冠狀病毒的棘狀蛋白分子構型截然不同。未來若透過生物資訊比對同源病毒的基因序列以及表面棘狀蛋白分子結構之後,亦可獲得更多資訊,以預測冠狀病毒與宿主細胞結合的特殊分子結構域。

此研究建立的研究方法也將套用在其他冠狀病毒分子結構與功能關係等相關研究,預期對社會經濟與國民健康醫療有重要貢獻。

  • 本文改寫自中央研究院.臺灣大學聯合新聞稿,原標題為〈貓奴別擔心! 冠狀病毒感染關鍵新發現 有助開發疫苗〉。
    論文:《Cryo-EM analysis of a feline coronavirus spike protein reveals a unique structure and camouflaging glycans
  • 此論文成果於 2020 年 1 月發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)。
  • 本次論文第一作者為臺灣大學生物化學研究所博士生楊子靖,研究團隊成員還包括張惠雯、張晏禎、邱繼輝、簡瑜君、張淵智、黃慧茹、吳昆峯、卓彼得、蔡明道、柯子平、Eric Yen、Felix Lee

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