科学家首次成功解析新型冠状病毒细胞表面受体

美国东部时间2020年3月4日上午10点左右，Science杂志在线发表了题为Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2 的研究论文，报道了西湖大学周强实验室成功解析新型冠状病毒细胞表面受体ACE2的全长三维结构，以及新型冠状病毒表面S蛋白受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白复合物的三维结构。

此前，这两项成果已分别于北京时间2月19日、2月21日在预印版平台bioRxiv发布，并第一时间向全社会公开。(点击看本端科普文《西湖大学研究团队又获重大突破深度解密新冠病毒侵染人体一刻》)

美国得克萨斯大学西南医学中心生物物理系主任，霍华德休斯医学研究所研究员Michael K. Rosen称，周强团队的这一生物物理学研究，在理解新冠病毒如何侵染人体细胞方面取得了重要进展，相关研究成果最终将对研发精准的新冠肺炎诊断、治疗手段起到关键作用。

看清新冠病毒侵染人体那一刻

新冠病毒入侵人体的关键，在于冠状病毒表面的S蛋白与人体细胞表面的ACE2 蛋白的结合。如果把人体想象成一间房屋，病毒是入侵者，那么，ACE2就是这间房屋的“门把手”。S蛋白抓住了它，从而打开人体的大门，病毒得以长驱直入。

不单单是新冠病毒，以SARS代表的一部分冠状病毒，都是通过ACE2入侵人体的。但以前科学家们从未看清ACE2的全貌及ACE2与新型冠状病毒S蛋白的相互作用。周强实验室的研究，用最短的时间帮助大家“看清”了新冠病毒侵染人体的那一刻。

他们发现，新冠病毒的S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面，与SARS病毒很相似，且新冠病毒S蛋白的受体结合结构域与SARS病毒序列具有82%的相似性，据此或可比较新冠病毒、SARS两种冠状病毒与人体内细胞蛋白结合的能力。这种结合能力可能影响病毒的传染力，，究竟是增强还是减弱，还需要通过其他实验手段验证。

加州大学洛杉矶分校分子与医学药理学、生物工程特聘教授孙仁认为，S蛋白与其受体的相互作用，是病毒传播的重要决定因素之一。，观察S蛋白受体结合结构域的序列及对应结构在病毒跨物种传播过程中、传播后的变化，对我们了解确认传播机制、预测传播能力来说是一条有效路径。

“周强团队的研究，在理解病毒入侵细胞的机制上迈出了重要一步，并有助于我们进一步理解病毒跨物种及物种间的传播。而对于不同冠状病毒的S蛋白和不同宿主的ACE2，针对其多种组合的相互作用方式进行比较研究，或许会得出更多关键信息。”

科学研究是经年累月的积累

很多人惊讶，在武汉封城之后短短不到一个月的时间里，为何周强实验室能这么快取得成果?其实科学研究有着自身的规律，哪有什么奇迹，无非是经年累月的积累。

过去两年，周强团队一直在西湖大学从事人源氨基酸转运蛋白的研究，这是一类专门负责在人体内运输氨基酸的蛋白质。这一过程中，他们圈定了一批重要的蛋白质为研究对象，其中就有ACE2。曾在北京亲历过SARS的周强，对那场疫情记忆深刻，SARS就是通过ACE2入侵人体的。他觉得这是非常重要的一个研究对象，尽管那时对ACE2的研究并非热门。

2019年底，新型冠状病毒感染肺炎疫情在武汉爆发，这一次，病毒又是以ACE2为突破口进入人体。周强很快意识到疫情的严重性，立即将对新型冠状病毒与全长ACE2的结构解析提到最高优先级。与此，西湖大学与科研相关的冷冻电镜中心、超算中心也行动起来，无论是在校留守还是远程介入的，所有人都全力以赴，支持研究快速推进。

分析ACE2全长结构、获取新型冠状病毒S蛋白、获取S蛋白与ACE2复合物、解析复合物结构……这个小而精的团队昼夜不停地奋战，最终以超乎寻常的速度，成功“复现”新型冠状病毒侵染人体那一刻。

年轻团队淡然看待网友点赞

当前，新冠肺炎疫情已影响全球，公众对相关领域科研成果的期待也前所未有。周强实验室的研究成果发布后，受到了社会公众的高度关注，微博上的话题新闻浏览量以“亿”为单位计，网友们的花式点赞接踵而来。

但这个年轻的科研团队却很淡然。在他们看来，自己只是完成了一项“本职工作”。就像医务工作者坚守在一线治病救人，交警坚守在公路上值勤，物管坚守在小区出入口测体温一样，他们坚守在科学的战场上，打赢了一场实验室里的“抗疫战”。

而这一份份坚守，正是我们能够战胜疫情的电脑维修网希望与信心所在。

(光明日报全媒体记者严红枫 通讯员冯怡、严粒粒 )