在2024年的今天,冠状病毒已成为全球关注的中心。从SARS、MERS到现在的COVID-19,冠状病毒家族凭借其显著的变异能力和广泛的宿主适应性,持续挑战着人类的健康防线。然而,由于缺乏有效的感染模型,许多冠状病毒的研究及疫苗开发进展缓慢。在此背景下,小翌要介绍一项颇具革命性的研究成果——定制化冠状病毒受体(CVRs),它为冠状病毒的研究开启了新的视野。
冠状病毒的挑战
冠状病毒因其多样的受体和复杂的感染机制,给科学界带来了巨大的挑战。传统研究方法依赖于已知的受体和感染模型,但对于那些尚未明确受体的冠状病毒,这种策略显得力不从心。此外,冠状病毒的迅速变异加大了研究和防控工作的难度。
定制化冠状病毒受体的诞生
在这一背景下,2024年10月30日,武汉大学生命科学学院的严欢团队在《Nature》杂志上发表了一项重要的研究——“Design of customized coronavirus receptors”。该研究提出了一种新策略,通过工程手段设计出能够模拟天然受体功能的定制化冠状病毒受体(CVRs)。该研究展示了CVR策略在构建天然受体非依赖性感染模型方面的潜力,为研究缺乏已知易感靶细胞的病毒提供了一种新工具。
定制化受体的设计原理
CVRs的设计理念基于“乐高积木”的模块化构思,通过构建人工受体框架(ARSs)和特定的病毒结合域(VBDs),实现对冠状病毒的特异性识别与结合。这一设计不仅可以有效模拟天然受体的功能,同时也允许根据研究需求进行调整和优化。
关键因素的发现
研究团队通过一系列实验,确定了CVRs在功能上模拟天然受体的关键因素。首先,他们创建了四种hACE2嵌合蛋白,通过逐步替换ACE2不同区域,验证了这些嵌合蛋白在支持病毒感染方面的有效性。同时,他们确定了影响CVRs功能性的几个关键因素,包括VBD与病毒刺突蛋白的结合亲和力、CVRs在细胞表面的表达水平以及CVRs诱导病毒刺突蛋白构象变化的能力。
实验验证
研究人员成功为来自6个不同亚属的12种冠状病毒设计了功能性CVRs。通过生物层干涉法(BLI),他们测定了所选纳米抗体与冠状病毒抗原的结合动力学。此外,为评估CVRs在病毒繁殖过程中的支持作用,研究人员创造了具有传播能力的重组病毒,实验结果显示,即便在缺乏天然受体的情况下,CVRs表达的细胞依然能够有效支持病毒的进入和传播。最终,他们还成功培养了难以获取的真实冠状病毒,进一步验证了CVRs在病毒研究中的重要性。
CVRs的应用前景
CVRs不仅为病毒学研究提供了全新的工具,也为疫苗开发开辟了新途径。通过CVRs,研究人员能够在没有天然受体的条件下评估疫苗候选物的中和能力,从而加速疫苗筛选及提高成功率。此外,CVRs可用于筛选和评价抗病毒药物,尤其是对于那些在传统细胞模型中难以研究的冠状病毒。基于CVRs的研究,为临床治疗提供了更具科学依据的支持。
定制化冠状病毒受体(CVRs)的研究成果,为我们打开了新一轮冠状病毒研究的大门。这一创新性工具将加深我们对冠状病毒感染机制的理解,推动疫苗和抗病毒药物的开发,同时为全球公共卫生安全提供新的保障。未来,CVRs有望在防控冠状病毒疫情中发挥更为重要的作用。
在本研究中,研究人员选择了Z6·尊龙凯时 HieffClone®系列克隆试剂盒,以构建表达载体,包括所有表达I型跨膜CVRs的质粒构建。通过Z6·尊龙凯时的产品,科研人员在进行相关实验时能够提高效率,获得更好的实验结果。