结构域名词解释(日本疫情断崖式下降)

日本疫情自 9月份以来,病例新增出现了断崖式下降。7-10月日本每日新增病例尤其是 11月份开始,出现了日增 100例以内。9月20日-11月1日,日本每日新增病例截至11月2日,日本疫情累计病例这其中的因素很多。其中一个最大的因素是紧急事态宣言发布。从宣言发布的时间和病例增长趋势看,是起到很好的效果的:疫情防控占了大头,当然,其中自然也有一些因素,包括疫苗接种率提高、居民防护意识增强等。而被新冠夺走生命的患者,依旧大部分是老年群体,日本疫情 60-90岁以上死亡率逐步上升:0-39岁≈0.0%(95人);40-49岁:0.1%(233人);50-59岁:0.3%(686人);60-69岁:1.3%(1335人);70-79岁:4.7%(3573人);80-89岁:10.9%(5664人);90岁以上:16.3%(3095人)是不是Delta变异株“自杀”的结果?因为 9月 28日,日本政府就宣布于 9月 30日起全面解除紧急状态宣言。10月份起,新增病例依旧屡创新低。Delta变异株“自杀”是个挺有意思的发现(其实去年就有相关研究发现,但例子太少)。日本国立遗传研究所与新潟大学的研究团队近日在《日本人类遗传学会》上发表了最新研究。研究发现,在 Delta变异株基因组中,一种名为“NSP14”的酶发生了变异,导致病毒无法及时完成修复,从而导致病毒自我灭绝。因此,日本国立遗传研究所教授井上逸朗认为,日本病例数之所以会减少,是因为 NSP14发生变异之后,导致基因组不断累积错误突变,最终因为来不及修复而导致病毒自我灭绝。具体研究我暂时还没找到,但有 2个信息点值得关注:① NSP14发生了变异;② 变异导致病毒无法修复而自我灭绝。要知道,NSP14可是一个高度保守的蛋白,意味着突变的可能性很低。有人问:“NSP14是什么?”在此之前,有必要先了解 SARS-CoV-2发病的分子机制。SARS-CoV-2有两个大的开放阅读框(ORF), ORF1a 和 ORF1b,编码多个非结构蛋白(NSPs),涉及病毒复制的各个方面。ORF1a 和 ORF1b 被病毒编码的蛋白酶水解,产生 16个成熟的 NSPs,从NSP1-NSP16。其中,NSP14蛋白具有 3'- 5'核糖核酸外切酶(ExoN)和鸟嘌呤-N7-甲基转移酶(N7- MTase)活性。ExoN具有校对作用,剔除由病毒 RNA依赖的 RNA聚合酶引入的不匹配的核苷酸,对于维持高水平的复制至关重要。NSP14的 c端包含一个依赖于 s-腺苷蛋氨酸(SAM)的 N7-MTase,该酶在病毒RNA 5'的帽中起关键作用。而 5'帽结构有利于病毒 mRNA的稳定和翻译,并阻止宿主先天抗病毒反应的检测。这就是 NSP14蛋白和 ExoN、N7-MTase之间的关系和影响。而早在 4月 28日,耶鲁大学医学院在《PNAS》杂志上发表了相关研究[1]:该研究证明了:① NSP14能够抑制宿主蛋白的合成和Ⅰ型干扰素的免疫应答;② NSP10和 NSP14能够形成复合体从而增强 NSP14的翻译抑制能力;③ NSP14的翻译抑制阻断了 IFN-I -依赖的 ISG基因的诱导,从而抑制了抗病毒蛋白的产生。事实证明,NSP14确实是个大坏蛋之前 NSP1被报道能够抑制感染细胞 50%的蛋白翻译,而该研究发现多个 NSP蛋白都与翻译抑制有关,其中 NSP14会降低感染细胞 75%的蛋白合成。在冠状病毒中,NSP14是一个高度保守的蛋白,SARS-COV2的 NSP14与 SARS-COV和 MERS-COV2分别显示出 99%和 77%氨基酸序列相似性,同人类冠状病毒(229E)和传染性支气管病毒(IBV)也有 70%的氨基酸序列相似性。从这些结果中研究者得出,不同冠状病毒的 NSP14蛋白不仅在序列上具有高度相似性,在感染的过程中也都起蛋白翻译抑制作用。已知 NSP14蛋白具有两个结构域,ExoN和 N7- MTase(上面说到的那两个)。研究还检验了 NSP14蛋白的翻译抑制能力是否分别由 ExoN和 N7- MTase引起。研究发现:① ExoN活性位点 H268A(M2)的突变消除了 NSP14的翻译抑制能力;② 将 N7- MTase结构域上面的两个活性位点进行双突变 D331A/G333A(M4)后,NSP14翻译抑制能力消失。这些结果表明:NSP14蛋白的 N7- MTase和 ExoN结构域均具有蛋白翻译抑制能力。至于 NSP10和 NSP14能够形成复合体,从而增强 NSP14的翻译抑制能力,这里就不赘述了。研究还发现,NSP14过表达能抑制 IFN依赖的 ISG基因的蛋白表达,从而抑制了抗病毒蛋白的产生,将 NSP14上面的两个活性位点突变后(M2,M4),NSP14则不能抑制 ISG的蛋白表达。在该研究中,研究者发现:在冠状病毒入侵时,IFN-I是抵御病毒入侵的第一道防线,会导致数百种ISGs蛋白的产生,其中许多在抗病毒反应中发挥重要作用,而 NSP14能够抑制ISGs蛋白的翻译,从而逃脱 IFN-I介导的免疫应答。而 NSP14的这种蛋白翻译抑制能力与其自身的两个结构域 ExoN和 N7- MTase有关,此外,NSP10与 NSP14之间存在相互作用并能够增强其蛋白翻译抑制能力。所以,针对 NSP14酶活性和 NSP10-NSP14相互作用的突变位点的研究,将为开发有效的抗病毒药物提供理论基础和新的思路。问题在于,日本的关于 NSP14 的突变案例具体有多少?是大范围还是个例?笔者觉得大概率是小范围的变异株聚集感染,并没有覆盖全球,也无法证明新冠病毒正在往这个“自杀”方向突变。所以相比日本的这个孤例,我更寄希望于针对 NSP14突变的研究,并开发出真正有效可覆盖的抗病毒药物。#德尔塔毒株走向自我消亡?专家详解#参考资料:[1]Translational shutdown and evasion of the innate immune response by SARS-CoV-2 NSP14 protein https://www.pnas.org/content/118/24/e2101161118

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