近期，研究人員揭示了寨卡病毒產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)——NS1蛋白的分子結(jié)構(gòu)，該蛋白質(zhì)被認(rèn)為參與病毒的復(fù)制及其與宿主免疫系統(tǒng)的相互作用。

這項(xiàng)研究是由密歇根大學(xué)牽頭，與普渡大學(xué)合作完成的。這些結(jié)果為世界各地的科學(xué)家提供了關(guān)于“NS1蛋白在寨卡病毒感染中的作用”的新信息，并增進(jìn)了科學(xué)家們對(duì)于蟲媒病毒家族的了解，其中還包括登革熱、西尼羅河病毒和黃熱病。

本文資深作者、密歇根大學(xué)生命科學(xué)研究所結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心主任Janet Smith指出：“解開全長(zhǎng)的寨卡病毒NS1的結(jié)構(gòu)，可以提供給我們新的信息，并幫助指導(dǎo)設(shè)計(jì)一種潛在的疫苗或抗病毒藥物。”

她說(shuō)：“研究人員仍在努力了解寨卡病毒和其他蟲媒病毒究竟是如何與感染者的免疫系統(tǒng)相互作用的。有了這些原子級(jí)的細(xì)節(jié)，就可以幫助科學(xué)家們提出更好的問題，并設(shè)計(jì)更周到的實(shí)驗(yàn)，讓我們繼續(xù)獲得新的信息。”

這項(xiàng)研究結(jié)果將于7月25日發(fā)表在《Nature Structural & Molecular Biology》。在今年早些時(shí)候，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)表了部分結(jié)構(gòu)，來(lái)自中科院微生物研究所的研究員施一和中科院院士高福團(tuán)隊(duì)在今年4月份發(fā)現(xiàn)了寨卡病毒（ZIKV）的非結(jié)構(gòu)蛋白1（NS1）的分子結(jié)構(gòu)，并提供了一個(gè)原子層面的圖像。相關(guān)閱讀請(qǐng)點(diǎn)擊：高福、施一等解析寨卡病毒蛋白晶體結(jié)構(gòu)。

蚊媒傳播的寨卡病毒已經(jīng)存在了幾十年，但最近，隨著它引起的嚴(yán)重出生缺陷和Guillain-Barré綜合征以及其在美國(guó)中部和南部的迅速蔓延，使其成為引起國(guó)際關(guān)注的公共衛(wèi)生突發(fā)事件。

目前還沒有治療方法或疫苗，雖然有幾家公司已經(jīng)宣布計(jì)劃嘗試開發(fā)，相關(guān)閱讀：Nature突破性進(jìn)展：寨卡疫苗獲初步成功。本文共同第一作者、結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心高通量蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)室主任W. Clay Brown指出：“盡管它與其他相關(guān)病毒的相似性，但是我們發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒NS1結(jié)構(gòu)有幾個(gè)重要的區(qū)別。”

這種新的三維結(jié)構(gòu)，是使用X射線晶體衍射和電子顯微鏡得到的，顯示寨卡病毒NS1蛋白的外表面有著與其他蟲媒病毒明顯不同的電荷性質(zhì)，從而表明它可能與受感染者免疫系統(tǒng)之間的相互作用有所不同。

這項(xiàng)研究也首次捕捉到了該蛋白質(zhì)翼域上的柔性環(huán)的分子結(jié)構(gòu)，在以前的研究中它一直都隱藏在視線之外。本文共同作者、普渡大學(xué)生物科學(xué)教授、普渡大學(xué)炎癥、免疫和傳染病研究所主任Richard Kuhn指出：“根據(jù)登革熱病毒的NS1蛋白結(jié)構(gòu)，科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)環(huán)是向上翻轉(zhuǎn)的，但是我們的研究顯示，齊卡病毒的翼域是翻轉(zhuǎn)下來(lái)的。這是非常重要的，因?yàn)樗砻髁伺c宿主細(xì)胞膜的相互作用，以及NS1進(jìn)行這種多功能的可能機(jī)制。”

Kuhn所在的研究團(tuán)隊(duì)首次確定了寨卡病毒的結(jié)構(gòu)，他指出：“看到這種差異為我們提供了新的見解，可幫助我們更好地了解NS1蛋白。了解它的結(jié)構(gòu)和功能，可以幫助我們確定抑制劑的靶點(diǎn)，以阻止重要的病毒過程和治療感染。”

這項(xiàng)研究的共同第一作者、Smith實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家David L. Akey指出，隨著時(shí)間的推移，該研究小組也觀察到了寨卡病毒NS1蛋白遺傳序列的變化。Akey說(shuō)：“普通的感冒和流感病毒隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生變化，同樣地，寨卡病毒在世界各地的傳播過程中也會(huì)發(fā)生變化，在巴西感染的NS1看起來(lái)不同于非洲祖先病毒的NS1。”

NS1（非結(jié)構(gòu)蛋白1）蛋白在病毒感染中扮演多個(gè)角色。在受感染的細(xì)胞中，它對(duì)于制造新的病毒拷貝以感染其他細(xì)胞，是必不可少的。被感染的細(xì)胞也分泌NS1到病人的血液中，在更高的水平上可引起更嚴(yán)重的疾病。

這種十字形狀的蛋白質(zhì)有兩個(gè)不同的表面。內(nèi)表面是“油性的”，被認(rèn)為與細(xì)胞膜相互作用，而外表面，一旦分泌到血液中，就可以與病人的免疫系統(tǒng)相互作用。即使沒有病毒存在，分泌的有些NS1蛋白版本也會(huì)造成血管出血，如嚴(yán)重的登革熱感染中所看到的癥狀。

在2014年，很多相同的團(tuán)隊(duì)成員參與了從登革熱病毒和西尼羅河病毒分離和定位NS1蛋白的第一項(xiàng)研究，發(fā)表在《Science》雜志上，相關(guān)閱讀：Science：解碼登革病毒的關(guān)鍵蛋白。當(dāng)時(shí)Smith說(shuō)：“分離蛋白以便于研究它，這一直是研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。一旦我們發(fā)現(xiàn)了如何做到這一點(diǎn)，它就會(huì)結(jié)晶得很漂亮。”