重大发现!深圳首次揭秘新冠病毒真实全貌

近日,深圳国家感染性疾病临床医学研究中心/南方科技大学第二附属医院(深圳市第三人民医院)与南方科技大学联合,从临床新冠病例获取生物样本,首次使用冷冻电子显微镜观察到了新冠病毒经灭活后的真实形貌。

这项突破为新冠病毒的识别、鉴定和临床相关研究提供重要的超微影像基础。该成果于2020年3月5日发布在生物领域最大的预印本发行服务BioRxiv上。

重大发现!深圳首次揭秘新冠病毒真实全貌

自从2019年底新冠肺炎疫情爆发以来,深圳国家感染性疾病临床医学研究中心/南方科技大学第二附属医院(深圳市第三人民医院)与南方科技大学冷冻电镜中心等部门成立联合研究团队,启动对新冠病毒感染肺炎以及新冠病毒分离、培养、鉴定及结构解析等系统性研究分析。

联合研究团队依托深圳市第三人民医院生物安全III级实验室条件,在2020年1月27日从1名新冠患者肺泡灌洗液中分离出病毒株,并迅速完成基因组测序和鉴定,及时向全球流感信息共享平台注册共享信息,把其命名为:

“BetaCoV/Shenzhen/SZTH-003/2020”的新冠毒株

随后进一步完善了实验室病毒扩增、纯化及灭活技术,并综合应用间接免疫荧光法 (IFA)、酶联免疫吸附试验(ELISA)、和基因组序列与谱系分析多种方案核实和确认灭活的新冠病毒。

随后南方科技大学冷冻电子显微镜中心的专家,利用冷冻电子显微镜分析技术,不仅首次观察到了真实的新冠病毒经灭活后的形貌,并且捕捉到了该病毒侵染宿主细胞中的一个重要中间状态。

此时病毒正处于识别和附着宿主细胞后,准备与细胞发生融合的时期。经国内外文献检索,这是新冠肺炎疫情爆发以来,科研工作者首次在冷冻电子显微镜下观察到新冠病毒全病毒的真实形貌。

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什么是冷冻电镜?

冷冻电镜顾名思义就是电子显微镜的一种,它的工作原理和光学显微镜类似,也是通过光与样品的相互作用而成像。只是冷冻电镜所用的光源不是人们平时见到的可见光,而是电子。

由于波长的限制,可见光的分辨率一般是1500倍以下,而电子的波长非常短,大约是普通光波长的十万分之一左右,因此冷冻电镜的分辨率可以达到更高的程度,能够直接观测到蛋白质分子一类的生物大分子的精细结构。

什么是冷冻电镜技术?

它的工作原理就是把我们人体的活蛋白用生物学的方法取出后,以快速冷冻的方式冷冻到液氮温度(-196℃),这样可以保持蛋白的活性。在这种状态下观察活蛋白,可以达到零点几纳米的分辨率,由此准确判断药物靶点的位置,并根据药物靶点来开发新药。

冷冻电子显微镜避免了常温电子显微镜对生物样品的脱水、染色等破坏作用,最大限度地保持了生物样品生理状态下的真实形貌。联合研究团队现正在进一步揭示新冠病毒超微结构、病毒侵染人类宿主细胞的特性、与新冠肺炎临床预后关系。

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南科大冷冻电镜中心是深圳市政府出资、南科大牵头建设的重大基础科学设施平台,旨在支撑深圳市、粤港澳大湾区及中国南方在生物医药、精准医疗、新能源、新材料方面的科学研究及产业升级。

目前,在深圳市的大力支持下,联合研究团队正在打造高等级生物安全临床冷冻电子显微镜研究平台,全力推进新冠病毒以及其他致命性病毒的超微结构生物学研究,为传染病病原鉴定、公共卫生突发事件防控和潜在的抗体、疫苗和新药研发提供坚实的科学基础。

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