受体研究揭示新冠中间宿主范围比SARS窄,穿山甲概率低(2)
有趣的是,与小鼠ACE2相似,SARS-CoV可以利用鸡的ACE2,而SARS-CoV-2不可,这表白SARS-CoV-2的宿主范畴较窄,出格是在小鼠和鸟类中。研究者还测试了穿山甲冠状病毒假病毒,其与SARS-CoV-2具有高度相似的刺突布局。令研究者惊奇的是,穿山甲冠状病毒的ACE2操作率与SARS-CoV相似,但与SARS-CoV-2并不相似。
通过对20个ACE2氨基酸序列比对,研究者进一步确认了氨基酸残基T20、K31、Q42、Y83等对SARS-CoV-2操作ACE2受体至关重要,而Y41、K68等要害的氨基酸残基则不是。尤其是ACE2的T20氨基酸残基大概通过与S477和T478在SARS-CoV-2 spike卵白的受体团结基序(RBM)内彼此浸染,在刺突卵白-ACE2团结中发挥了要害浸染。但ACE2与SARS-CoV和穿山甲冠状病毒刺突的结归并不是必须的。这些氨基酸残基大概部门抉择了SARS-CoV-2奇特的受体操作和宿主范畴。
综上所述,这项研究为SARS-CoV-2操作ACE2提供了更清晰的认识,这大概有助于更好地领略病毒-受体彼此浸染和SARS-CoV-2的宿主范畴。
假病毒制备和ACE2表达的验证
在该研究中,研究者观测了三种SARS相关病毒对ACE2的操作,包罗SARS-CoV-BJ01、SARS-CoV-2和穿山甲冠状病毒。由于穿山甲被猜疑是SARS-CoV-2的潜在中间宿主,研究者对穿山甲冠状病毒举办了测试。值得留意的是,除了498个氨基酸残基外,穿山甲冠状病毒刺突卵白的受体团结基序(RBM)与SARS-CoV-2 刺突卵白险些沟通,但在多个氨基酸位点上与SARS-CoV 冠状病毒差异。
为了验证三种假病毒制备乐成,取病毒后裂解用于病毒包装的HEK293T细胞,裂解细胞后举办Western blot检测ha标志的刺突卵白。三种包装细胞的样品均显示出典范的SARS
相关刺突卵白条带(约180 kDa),说明假病毒制备乐成。
然后,研究者继承验证来自差异动物的20个ACE2s在HeLa细胞中的表达。研究者用含有差异动物ACE2编码基因的质粒转染HeLa细胞。转染48 小时后可以调查到所有ACE2条带(约150 kDa),说明所有ACE2s在HeLa细胞中均乐成表达。
SARS-CoV和SARS-CoV-2对ACE2操作的差别
研究者别离用20个表达差异ACE2的质粒或空载体转染HeLa细胞,作为比较。转染48小时后,细胞被SARS-CoV-BJ01、SARS-CoV-2或穿山甲冠状病毒假病毒传染。传染48小时后,裂解细胞并举办荧光素酶检测,以评估差异ACE2介导的伪病毒进入细胞的效率。
假如空载体转染并传染三种假病毒中的任一种的HeLa细胞的样品中均未调查到发光信号,则说明没有ACE2的天然HeLa不能介导假病毒的进入。在表达甲壳类、鳄鱼或蝰蛇ACE2的细胞的荧光信号很低,这表白鱼和爬行类ACE2险些不能介导假病毒的进入。当鸡或小鼠表达ACE2的被SARS-CoV-BJ01假病毒传染而非SARS-CoV-2假病毒传染时,表达ACE2的细胞表示出较强的发光信号,这说明SARS-CoV-BJ01可以操作鸡或小鼠的ACE2进入细胞,而SARS-CoV-2不能。穿山甲冠状病毒对鸡和小鼠的ACE2均有操作本领,但其对鸡ACE2的操作效率远低于SARS-CoV-BJ01。相反,在表达蝙蝠ACE2的细胞中,SARS-CoV-2伪病毒比SARS-CoV-BJ01或穿山甲冠状病毒伪病毒引发的荧光更强,这表白SARS-CoV-2对蝙蝠ACE2的操作本领最强。对付其他的ACE2s,三种假病毒的传染都发生了强的发光信号,这说明三种SARSr-CoV都可以或许操作遍及的ACE2s。
SARS-CoV-2操作的ACE2s受体和要害氨基酸的系统发育阐明
为了评价上述20个ACE2的系统发育干系,研究团队基于所有ACE2的氨基酸序列构建了一个系统发育树。