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液气双馈阳极零间隙生物电解池的开发研究:电化学与生物工程的创新融合
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月06日 来源:iScience 4.6
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这篇开创性研究揭示了SARS-CoV-2奥密克戎变异株通过包膜蛋白(E)T9I突变获得自噬抵抗的新机制。研究通过分子动力学模拟、蛋白质互作组学(LC3B-II/p62)和病毒重组技术,证明E T9I通过增强与自噬体相关蛋白(SNX12/STX12/TMEM87B/ABCG2)的互作,抑制自噬流(autophagic flux),从而提升病毒颗粒的存活率。该发现为理解奥密克戎(Omicron)的传播优势提供了全新视角,并为靶向自噬的抗病毒策略奠定理论基础。
奥密克戎变异株通过E蛋白T9I突变逃逸自噬的分子机制
研究背景
自噬作为先天免疫防御机制,能通过LC3B-II标记的自噬体包裹病毒颗粒并靶向溶酶体降解。SARS-CoV-2奥密克戎变异株(Omicron)相较于早期毒株表现出显著传播优势,但其逃逸宿主防御的机制尚未完全阐明。值得注意的是,奥密克戎在包膜蛋白(Envelope protein, E)第9位点发生保守性苏氨酸→异亮氨酸突变(T9I),该突变在6.4百万份病毒基因组分析中与传播适应性显著相关。
核心发现
自噬抵抗表型验证
通过Torin-1诱导自噬的实验显示,奥密克戎BA.1/BA.5/XBB.1.5对自噬抑制的敏感性较原始毒株(NL/Delta)降低8-13倍。病毒滴度测定进一步证实,250 nM Torin-1处理使NL毒株感染性下降4000倍,而奥密克戎仅降低7-300倍。
E蛋白的关键作用
在SARS-CoV-2的4种结构蛋白中,仅E蛋白被证实可调控自噬流。分子动力学模拟显示,T9I突变虽不改变E蛋白离子通道孔径(WT 14.17 ? vs T9I 13.61 ?),但显著改变其亚细胞定位:
分子机制解析
冷冻电镜结构显示E蛋白形成五聚体离子通道,T9位于跨膜区(TMD)而非孔道核心。功能实验发现:
生物学意义
该研究揭示了病毒进化中的精妙平衡:E T9I突变虽略微牺牲复制效率,但通过获得以下优势实现种群扩张:
研究展望
作者指出未来需探究:
这项研究为理解SARS-CoV-2从大流行到地方性流行的转变提供了关键分子线索,并为广谱抗冠状病毒药物设计指明新方向。
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