2022年1月22日
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解开伪结:探索COVID病毒背后的“转换”的研究

化学教授Eriks Rozners在他的实验室在创新技术综合体的智能能源大楼 化学教授Eriks Rozners在他的实验室在创新技术综合体的智能能源大楼
化学教授Eriks Rozners在他位于创新技术综合体智能能源大楼的实验室里.

2020年春天,封锁关闭了实验室, 随着冠状病毒大流行开始席卷全国. AG8亚洲游戏国际平台化学教授Eriks Rozners 而博士生克里斯托弗·瑞安则在努力研究他们的最新想法.

“在封锁, AG8亚洲游戏国际平台有很多时间,AG8亚洲游戏国际平台在思考AG8亚洲游戏国际平台能做些什么,才能与大流行相关,”瑞恩说. “AG8亚洲游戏国际平台没过多久就发现冠状病毒实际上是一种RNA病毒,AG8亚洲游戏国际平台的实验室专门研究RNA.”

病毒含有蛋白质, 许多依赖于单链核糖核酸, 或RNA, 对于他们的基本机器. 如果科学家们能弄清楚这些病毒是如何繁殖和劫持细胞来制造它们需要的蛋白质的话, 他们最终可能会发现破坏这一过程的方法, 也许会导致更有效的治疗方法.

罗兹纳斯最近收到了一份为期两年的428美元的罚单,美国国家过敏和传染病研究所为一项针对SARS-CoV-2 RNA假结的研究项目提供了330笔拨款.

该项目将使用肽核酸(PNA), 一种合成的聚合物,能与DNA或RNA形成牢固的化学键. 研究人员不会使用活病毒, 但实际上是一个复制体, 一种经过改变的病毒,使其不再具有传染性, 但保留了复制和翻译等功能. 改变后的病毒还将包括一些有利于研究的标记物.

制造复制子的过程涉及分子生物学——这对化学实验室来说是一个具有挑战性的变化. Rozners和Ryan将得到一个RNA生物化学家博士后的帮助, 这笔资金也将允许他们将分子生物学家加入到团队中. 他们也将得到 保罗·马斯特斯副教授 纽约州卫生署沃兹沃斯中心的, 冠状病毒分子遗传学专家.

罗兹纳斯称赞瑞安有勇气提出自己的想法,并进入一个新的领域.

罗兹纳斯说:“没有他的创新、勇气和努力,AG8亚洲游戏国际平台就不会成功。.

翻译和复制

高达40%的感染源可能是RNA病毒. 它们不仅包括冠状病毒, 而是流感甚至是埃博拉病毒, 使这项研究的潜在影响范围甚至超过当前的大流行.

病毒需要在两种不同的状态之间切换:复制, 哪个会复制病毒的RNA, 和翻译, 其中RNA制造病毒蛋白质, 它们反过来又用来控制病毒入侵的细胞. 虽然这两个过程都需要组装新的病毒颗粒,但这些过程不能同时发生.

“在这一领域的理解是,你不可能在制造另一个RNA分子的同时,用同样的酶机制制造蛋白质, 所以必须有一个开关,”Rozners解释说. “一种假设是,病毒RNA的结构决定了这种开关.”

这种结构似乎包括两种形状:狭窄的“发夹”和更复杂的“假结”,在这个过程中,一条RNA单链会自我折叠两次. 当不同发夹的基部开始相互作用时,假结就形成了. 假结和发夹是RNA转换的主要候选位点, 并且可能与翻译和复制有关.

You can think of viral RNA as the reverse of the human genome; in the latter, 只有大约2%的DNA编码蛋白质. 对RNA, 情况正好相反:大量的信息必须压缩在一个小得多的空间里.

“这意味着他们正在使用不同寻常的机制来压缩这些信息, 这些不寻常的机制导致了一种开关,允许它们从一个过程切换到另一个过程,”Rozners解释说. 这就是他们的独特之处.”

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