新冠病毒有多可怕?破壞正常細胞機理，“鳩佔鵲巢”榨乾最後價值

新冠病毒在全球肆虐已數月有餘，在不斷抗爭中，醫生和研究人員對這種疾病的傳播途徑、主要症狀和治療方法等的認識逐漸加深，許多國家目前正在加緊研製疫苗。要製造疫苗消滅病毒，就很有必要新冠病毒是如何致病的。

像所有病毒一樣，新冠病毒入侵人體細胞並劫持其資源和場所來製造更多病毒。從進化上講，成功的病毒可以有效逃避細胞自身的防禦機制，但並不會徹底殺死細胞，畢竟病毒需要細胞保持存活才能繁殖。

人類細胞(廣義上也包括哺乳動物細胞)具有處理病毒感染的內在防禦機制。病毒進入細胞後，其遺傳物質會引發了一連串反應，導致一組稱為干擾素(interferon)的蛋白質的產生和分泌。這一蛋白質的作用在於阻止感染並向鄰近健康細胞發出預警通知。

在對新冠病毒的研究中，研究人員發現，嚴重症狀患者的干擾素反應水平很低，這表明干擾素反應對對抗病毒至關重要。病毒是如何抑制這些正常的防禦機制的呢?

這項研究由生物學教授米切爾·古特曼的實驗室主導，已經確定了新冠病毒使人類細胞喪失能力的機制，實質上是使細胞的報警系統失效，使其不能呼救或警告附近的細胞。研究成果已發表在《細胞》(Cell)雜誌上。

瞭解這種病毒如何導致細胞預警功能障礙，可以為預防和治療提供新的見解。

新冠病毒會產生大約30種病毒蛋白。在這項新的研究中，實驗人員研究了所有30種病毒蛋白，並記錄了其與人類細胞內的分子的相互作用過程，最終發現病毒蛋白攻擊細胞的三個關鍵過程。

一般來說，細胞的細胞核中包含了遺傳物質，也就是DNA。DNA的作用相當於“指導手冊”，指示細胞分化，表現出不同的性狀。同時，它還可以規定“在病毒感染的情況下該做什麼”。細胞的其餘部分產生蛋白質(如干擾素)，用於執行這些指令。

將DNA指令轉化為有用蛋白質過程的第一步是轉錄，透過轉錄，細胞核中的一段DNA被讀取並複製成mRNA(信使RNA)，這是一種單鏈核糖核酸。mRNA可以像信使一樣離開細胞核並傳播到細胞的其餘部分。

mRNA輸出細胞核後，一種叫做核糖體的細胞機制附著在其之上，讀取並翻譯其中的資訊，從而構建相應的蛋白質。

其中一些蛋白質具有離開原細胞的能力，向其他細胞傳遞資訊(如警告感染病毒的存在)。在這種情況下，另一種叫做訊號識別粒子的細胞機器開始發揮運輸系統的作用，幫助蛋白質從細胞內部移動到外部。

研究人員發現，新冠病毒蛋白會在多個階段干擾上述過程:一些蛋白質阻止DNA的轉錄和複製過程;其他蛋白質則阻礙健康蛋白質的形成;還有的干擾訊號識別粒子並阻斷蛋白質轉運。

參與研究的佛蒙特大學研究人員艾米麗·布魯斯說，“病毒和宿主細胞不斷地在進化的軍備競賽中智勝對方，而新冠病毒已經進化出複雜而具體的方法來使細胞失效，而且不直接將其殺死，這樣病毒仍然可以將細胞用於自己的目的。”

在上述過程中，則阻礙健康蛋白質形成的病毒蛋白被稱為NSP1。研究小組發現，NSP1阻止人類基因進入核糖體，但允許病毒基因透過。病毒的基因包含一個遺傳訊號，這個訊號就像一個訪問碼，可以有效地劫持核糖體來製造病毒蛋白。因為病毒的產生依賴於這一訊號，因此對其的研究可能有助於抗病毒治療。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源:

https://phys.org/news/2020-10-sars-cov-disables-human-cellular-alarm.html

https://www.med.uvm.edu/medcommunications/news/2020/10/08/majumdar_research_shows_how_sars-cov-2_robs_cell_s_ability_to_sound_alarm_and_fight