快速凍結到-196度!冷凍電鏡下新冠病毒現「真貌」

2020-11-23 大洋網

3月12日下午,廣東省人民政府新聞辦公室舉行新聞發布會,通報廣東省新冠肺炎疫情和防控工作情況,重點介紹廣東省新冠肺炎防控科研攻關的近期工作進展情況。

深圳市第三人民醫院院長劉磊會上介紹,冷凍電子顯微鏡是一種可以觀察被快速凍結到-196度「活」的蛋白、病毒等生物樣本的電子顯微鏡。它可有效避免常溫電子顯微鏡對生物樣品的脫水、染色等破壞作用,最大限度地保持生物樣品生理狀態下的真實形貌。

劉磊介紹,新冠肺炎疫情暴發以來,國家感染性疾病臨床醫學研究中心/深圳市第三人民醫院與南方科技大學冷凍電鏡中心第一時間成立研究團隊,聯合開展科研攻關工作。1月27日,該研究團隊依託深圳三院P3實驗室從一名新冠患者肺泡灌洗液中分離出病毒株,並迅速通過分子生物學、血清學和免疫學實驗完成了病毒的鑑定工作。在此基礎上,研究團隊經過實驗室病毒擴增、純化及滅活等技術過程,獲得了高純度的病毒顆粒。

3月1日,該研究團隊利用冷凍電子顯微鏡分析技術,首次觀察到了經滅活後的新冠病毒的生物結構狀態,特別是捕捉到了新冠病毒侵染宿主細胞的一個重要中間狀態——病毒正處於識別和附著宿主細胞並準備與細胞發生融合時的狀態。

「經國內外文獻檢索,這是科研工作者首次在冷凍電子顯微鏡下觀察到新冠病毒全病毒入侵細胞的真實狀態。」劉磊說,這一研究成果,為新冠病毒的識別、鑑定和臨床相關研究提供了重要的超微影像基礎,對下一步推進疫苗和藥物研發具有重要現實意義。

廣州日報全媒體文字記者 方晴、張青梅、張姝泓
廣州日報全媒體圖片記者 邱偉榮、蘇韻樺
廣州日報全媒體編輯 葉碧君

相關焦點

  • 新冠病毒長成這樣:深圳科研團隊用冷凍電子顯微鏡,在-196度條件下...
    大眾網·海報新聞廣州3月12日訊(記者 張玉升)-196度!新冠病毒現「真貌」。今天下午,在廣東省第41場疫情新聞發布會上,深圳市第三人民醫院院長劉磊宣布,深圳科研團隊首次在冷凍電子顯微鏡下觀察到新冠病毒全病毒入侵細胞的真實狀態。
  • 深圳聯合研究團隊利用冷凍電鏡首次觀測到滅活新冠病毒真貌
    日前,深圳國家感染性疾病臨床醫學研究中心、深圳市第三人民醫院、南方科技大學強強聯手組成聯合研究團隊,於2020年1月27日成功分離出病毒株,完善了實驗室病毒擴增、純化及滅活技術,並綜合應用間接免疫螢光法 (IFA)、酶聯免疫吸附試驗(ELISA)、和基因組序列與譜系分析多種方案核實和確認滅活的新冠病毒。
  • 深圳首次揭秘滅活新冠病毒真實形貌:採用冷凍電子顯微鏡
    IT之家3月6日消息 據深圳市第三人民醫院消息,近日,深圳國家感染性疾病臨床醫學研究中心/南方科技大學第二附屬醫院(深圳市第三人民醫院)與南方科技大學聯合,從臨床新冠肺炎病例獲取生物樣本,首次使用冷凍電子顯微鏡觀察到新冠病毒經滅活後的真實形貌,為新冠病毒的識別、鑑定和臨床相關研究提供重要的超微影像基礎。
  • 新冠病毒傳染性為何更強?冷凍電鏡圖破解答案
    新冠病毒的傳染性為何更強?科學家用「火眼金睛」的冷凍電鏡技術,終於找到了其背後的原因——新冠病毒的關鍵刺突蛋白(S蛋白)與人體細胞的受體蛋白的親和力,要遠高於SARS-CoV。病毒要進入人體細胞,必須找到人體細胞上相應的受體蛋白,而每個受體好比是一把「鎖」,得有相應的「鑰匙」才能打開,而後進入細胞內部。
  • 新冠病毒為何更易傳染?冷凍電鏡圖解病毒進入細胞的「鑰匙」
    新冠病毒的傳染性為何更強?科學家用「火眼金睛」的冷凍電鏡技術,終於找到了其背後的原因——新冠病毒的關鍵刺突蛋白(S蛋白)與人體細胞的受體蛋白的親和力,要遠高於SARS-CoV。病毒要進入人體細胞,必須找到人體細胞上相應的受體蛋白,而每個受體好比是一把「鎖」,得有相應的「鑰匙」才能打開,而後進入細胞內部。
  • 解析Science新冠病毒論文:S蛋白電鏡圖首次公布
    來源:環球科學新冠病毒刺突蛋白的冷凍電鏡圖像今日發表在《科學》上的新研究中,來自美國德克薩斯大學和NIH的研究人員首次利用冷凍電鏡展示了新冠病毒刺突蛋白的分子結構。該研究已於2月16日發表在預印本網站bioRxiv,並快速通過同行審議發表於《科學》期刊。
  • 冷凍電鏡技術如何革新生物學
    2020年8月至9月間,英國劍橋大學、德國馬克斯 普朗克研究所、清華大學的研究人員相繼解析了新冠病毒原位結構,讓大家清楚看到真實的病毒形象。我們課題組藉助冷凍電鏡技術,在透射新冠病毒的結構和解析解析度上實現了重大突破,在推進冷凍電鏡技術革新的同時,也協同促進結構病毒學的發展。
  • 【重磅】冷凍電鏡Cryo-EM解析出新冠病毒首個S蛋白的近原子解析度...
    、擴增過程及傳播途徑,同時,使用冷凍電鏡解析病毒的刺突糖蛋白(Spike glycoprotein, S蛋白)結構是助力疫苗與抗病毒藥物研發的關鍵所在。McLellan教授團隊和美國國立衛生研究院NIH聯合在預印版網站bioRxiv上發表了首篇使用冷凍電鏡解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan團隊通過冷凍電鏡Cryo-EM技術,解析了新冠病毒S蛋白三聚體的3.5埃的近原子解析度結構,從生物物理及結構生物學的角度加深了我們對新冠病毒的認知。
  • 西湖大學冷凍電鏡解析新冠病毒細胞受體結構:「開關」雙構象
    人體細胞上相應的受體蛋白好比是一把「鎖」,病毒要想進入人體細胞,得有相應的「鑰匙」才能打開。新冠病毒的「鑰匙」是其S蛋白,而ACE2則是病毒入侵的「鎖」。通過解析生物結構可以了解病毒細胞是如何與人類受體結合,進而入侵人體的。
  • 中國科學家解析朊病毒蛋白澱粉樣纖維冷凍電鏡結構
    研究人員首次在原子水平上解析了全長朊病毒蛋白纖維的高解析度冷凍電鏡結構,揭示了細胞型朊蛋白向病理型朊病毒蛋白結構轉變的分子機制,為發展新的基於朊病毒蛋白纖維結構的prion疾病治療藥物奠定了基礎。全長人朊病毒蛋白纖維的冷凍電鏡結構傳染性海綿狀腦病(TSE)或prion疾病是一類致死的神經退行性疾病,由朊病毒蛋白(PrP)在體內發生錯誤摺疊而引起,影響包括人在內的多種哺乳動物。
  • 從病毒研究談起,聊聊冷凍電鏡及背後的HPC
    N95口罩透氣度較差,不適合孩子使用。對於兒童,推薦佩戴兒童專用的防護口罩,且家長需隨時注意孩子有無呼吸困難等不適情況。而冷凍電子顯微鏡,簡稱冷凍電鏡(cryo-electron microscopy,cryo-EM),已成為生物大分子的結構研究的重要手段,這項技術極大地推動了生物學的發展。什麼是冷凍電鏡?
  • 張文宏:新冠病毒在電鏡下觀看是黑白色
    張文宏:新冠病毒在電鏡下觀看是黑白色
  • 新冠病毒受體親和性為SARS10-20倍:首次電鏡解析S蛋白結構
    機器之心報導作者:微胖、李澤南美國國家過敏和傳染病研究所疫苗研究中心最近提交的一篇論文對新冠病毒結構進行了研究,並驗證了一個結論:新冠病毒 S 蛋白與細胞 ACE2 的親和力是 SARS 的 10 到 20 倍。
  • 視頻解讀:新冠病毒電鏡圖片如何拍攝與製作?
    目前,新冠疫情在全球範圍內仍然呈現蔓延態勢,在對抗這種病毒過程中,如果能直接的觀察到這種病毒,將對進一步了解病毒有很大幫助。在常規光學顯微鏡無法觀察到COVID-19病毒的情況下,電子顯微鏡此時便發揮了很大作用。那麼電鏡如何拍攝和處理新冠病毒的照片呢?以下這段精彩視頻進行了詳細解讀(文後附譯文):冠狀病毒的大小約為100納米,而人類可以看到的最小光波長約為400納米。這就是科學家不能使用常規的光學顯微鏡進行觀察的原因。
  • 徠卡電鏡解決方案 —— 讓病毒無所遁形
    —指導藥物和疫苗設計新冠病毒表面的S蛋白,是侵染宿主的關鍵蛋白,與SARS病毒S蛋白一樣,都將宿主細胞表面的「血管緊張素轉化酶2(ACE2)」作為侵入細胞的關鍵受體。與SARS病毒S蛋白比較,兩者是不同的,但整體上仍具有較高的相似度。
  • 未來篇 | 冷凍電鏡,能否「飛入尋常百姓家」?
    這時候,冷凍電鏡就提供了解決這些問題的手段。科學家們不需要獲得蛋白質晶體,只需要用液態乙烷把樣品快速冷凍。然後,冷凍電鏡會向樣品發射電子束,高速運動的電子撞擊到蛋白質的原子後分散開,再被接收裝置檢測到。經過多次的抓拍,從每一個角度捕捉圖案,產生數千甚至數十萬張照片。分析軟體會對生成的上TB大小的數據進行處理,重構出蛋白質的三維模型。冷凍電鏡相對於X射線晶體衍射還有其他的優點。
  • 真·牛!全球率先揭露新冠病毒「真身」,平均年齡不足28歲
    ,而他花了8年時間掌握的冷凍電鏡斷層成像技術恰好能派上用場,使之現出真身。「每天都在思考樣品夠不夠,怎樣在短時間內獲取樣品,操作是否安全,預約的機時在哪個時段……」從實驗室到寢室,兩點一線的節奏中,「新冠」成為宋雨桐生活的全部。將滅活病毒培養液濃縮1000倍,製作成冷凍電鏡樣品並在冷凍電鏡下拍照後,她第一次看到新冠病毒的真實模樣。這位「95後」姑娘被嚇哭了,「小小一滴透明液體,在冷凍電鏡下,一下子變成了滿屏密密麻麻的病毒。」
  • 透視新冠病毒「真身」
    通過與中國工程院院士、浙江大學教授李蘭娟課題組合作,他們利用冷凍電鏡,首次「透視」新冠病毒從內到外的全病毒三維結構,發現了這種病毒狡詐本性:在病毒表面,凸起的皇冠模樣的刺突蛋白隨機分布,可自由擺動,像古代的冷兵器「鏈錘」一般靈活,還可調整方向,便於進攻受體;在病毒內部,超長核糖核酸(RNA)規則收納,經過特殊結構組裝之後,呈現「鳥巢形」和「金字塔形」,能為病毒提供強健的「骨骼」。
  • 為什麼檢出新冠病毒的,總是冷凍食品?-虎嗅網
    難道新冠病毒偏愛冷凍環境嗎?各種冷凍海鮮、肉類還能吃嗎?一、低溫和塑料,確實利於病毒保存不單是新冠病毒,很多病毒都耐冷不耐熱,非常不怕凍。許多病毒可以在 4 °C 的冷藏室環境下保存一個月,在冷凍條件下保存數年,在超低溫和凍幹條件下穩定存活。
  • 惡魔的真「像」!新冠病毒真實3D圖像曝光
    我們對新冠病毒已經耳熟能詳了那麼,它長什麼樣你知道嗎?近日,清華大學、KAUST大學研究團隊及奧地利研究人員合作發布新冠病毒高清科普影像。通過提取、掃描和數位化樣本中完整的新型冠狀病毒顆粒,研究團隊成功拍攝到該病毒的3D圖像。冷凍電子顯微鏡斷層掃描技術讓人們看到了新冠病毒的真面目。