新冠病毒是如何為自己“加冕”的?_風聞
高老庄朱刚烈-“于是我们继续奋力向前,逆水行舟。”2020-03-27 07:20
文章來源丨中國生物物理學會
新冠病毒的忽然來襲是個愁死人的事
大家都不禁好奇
這個攪得全球天翻地覆的小東西到底長什麼樣?
為什麼有這麼大能量?
冠狀病毒如其名,是一個個表面戴“冠”的圓球。
這些球面上的“冠”實際是蛋白質,
球面是生物膜,
而球裏則藏着核酸。
圖片來源: Shutterstock
**要搞得天翻地覆,**病毒就要想辦法 “克隆”出一個大部隊來
但是病毒的基因組特別簡單,能造出幹力氣活的蛋白就那麼幾個,每個蛋白都已經被分了很多任務。比如組成“冠”的蛋白,被稱為Spike或 S蛋白。就這一個蛋白,需要先識別宿主細胞表面的受體,再完成和宿主膜屏障的融合,才能把作為遺傳物質的核酸精準的投放到宿主細胞裏面。
即使這樣,病毒蛋白團隊能幹的全部事情也遠不足以克隆部隊。這時候,精怪的病毒自然就想到了宿主細胞的“豪華裝備”。不過要用好這些裝備,病毒還需要掌握一系列的細胞生物學竅門:
圖片來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31226023
**新冠克隆司令部剛成立,****就碰到了這樣一個超級難題:**怎麼給新病毒“加冕”戴冠?
“冠”倒是好生產,就是剛才提到的S蛋白。
但這是個刁鑽的“整合膜蛋白”,像一顆大頭螺絲釘一樣,生產出來時一定要有一段(跨膜區)“擰”在生物膜這塊“鐵板”裏面;一旦擰進去就不可能再拔出來;如果擰反了(大頭朝外還是朝裏),這顆釘子就廢了,組裝出來的病毒哪裏還會有冠。
更令人煩惱的是,宿主細胞裏的鐵板太多了,如果擰在帶不走拆不開的鐵板上,這些釘子就白生產了,只能拱手送給宿主了。
圖片來源:作者繪製
於是司令部翻了一下細胞生物學的教材,發現細胞裏最擅長解決這類問題就是內質網。比如,細胞膜上的整合膜蛋白(螺絲釘)就是在內質網被擰到生物膜(鐵板)裏去的。造釘子和幫着擰釘子的機器在內質網這裏都是現成的,病毒只要摻進生產S蛋白的核酸模版,“加冕”第一步就萬事大吉了。更神奇的是,被擰上釘子的內質網鐵板還可以整張帶走,再貼到生產線下游的高爾基體等。
圖片來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31226023
看來“可以帶走”的事又有眉目了。司令部裏一片歡騰,大家忽然毫不羞恥的覺得寄生生活真好……
方案出來了,病毒的核酸兵分兩路,一部分去搞複製克隆,另一部分去內質網那裏生產S蛋白。生產的結果是,S蛋白這些釘子大頭朝裏的被擰在內質網膜上。
司令部一度又產生分歧:
一些聲音:
我們要S大頭朝外,內質網怎麼瞎搞?
另一些更懂細胞生物學的聲音:
不要着急,再看看形勢的發展……
圖片來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31226023
**果然,****S們被打包裝運到內質網上冒出來的泡泡裏,****稀裏糊塗的來到了一個叫:**內質網高爾基體中間區室(ERGIC)的地方。
他們眼睜睜看着其他膜蛋白靠着類似的物流方式去了高爾基體,溶酶體或者細胞膜上。大家心想,不能再往前走一步了,再走也許就要永遠被禁錮在這個細胞裏面了。
圖片來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31226023
這時,另一路兵馬複製出了一大堆準備塞進新病毒的“核酸包”,這些核酸包被吸引到了ERGIC附近,並看到了大頭朝裏的S蛋白們,核酸包湊了過去,齊心協力往裏擠,竟然將含有S的膜一整片擠下來,結果連膜和蛋白帶核酸一起掉進了ERGIC裏面。
大家回過神來一看,這不正好是一個個完整的新病毒嗎,核酸也包起來了,膜也有了,膜上的S蛋白們被這樣一折騰,變成了大頭朝外,“加冕”就此完成。
**最後,****包裹了大部隊的ERGIC和細胞膜發生了融合,****新病毒們成功的逃離了被各種利用的宿主細胞,**開始了新的克隆之路。
圖片來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31226023
病毒們沾沾自喜,
細胞生物學的竅門幫了大忙!
裝備豪華的細胞們長嘆一聲:
“也虧它們想的出來……”