一个由艾滋病毒研究人员、细胞生物学家和生物物理学家组成的团队联合起来支持COVID-19科学，他们确定了一种冠状病毒蛋白质的原子结构，这种蛋白质被认为有助于病原体逃避和抑制人类免疫细胞的反应。

该结构图现已发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，但自8月以来一直对科学界开放获取，它为专门针对SARS-CoV-2的新型抗病毒治疗奠定了基础，并使人们能够进一步研究新出现的病毒如何破坏人体。

聚光灯下的结构生物学

生成蛋白质结构图总是劳动密集型的，因为科学家们必须设计出能够抽出大量分子的细菌，将分子加工成纯晶体形式，然后拍摄很多很多晶体的x射线衍射图像。这些图像是由x射线束反射晶体中的原子并穿过晶格中的间隙产生的，产生了一种斑点图案，通过特殊的软件进行组合和分析，以确定每个原子的位置。这一艰苦的过程可能需要数年时间，取决于蛋白质的复杂程度。

对于许多蛋白质，通过将未解决的分子结构与已经绘制的具有相似氨基酸序列的其他蛋白质进行比较，可以帮助构建蛋白质图谱，从而使科学家能够对蛋白质如何折叠成3D形状做出明智的猜测。

但对于ORF8，团队必须从头开始。ORF8的氨基酸序列与其他蛋白质非常不同，科学家们没有参考它的整体形状，而是蛋白质的3D形状决定了它的功能。

Hurley和他在加州大学伯克利分校的同事，在HIV蛋白的结构分析方面经验丰富，他们与位于伯克利实验室先进光源(ALS)的伯克利结构生物学中心的生物物理学家和晶体学专家Marc Allaire合作。这个团队一起超速工作了六个月——赫尔利的实验室生成了晶体样本，并将它们交给阿莱尔，阿莱尔将使用ALS的x射线光束线拍摄衍射图像。研究人员使用了数百个含有多种蛋白质的晶体，并通过特殊的计算机算法分析了数千张衍射图像，才将ORF8的结构拼凑在一起。

“冠状病毒的变异与流感或艾滋病毒等病毒不同，后者通过一个被称为超突变的过程迅速积累了许多微小的变化。在冠状病毒中，大块核酸有时会通过重组四处移动，”赫尔利解释说。当这种情况发生时，蛋白质的新区域就会出现。

在SARS-CoV-2大流行的早期进行的遗传分析显示，这种新菌株是从感染蝙蝠的冠状病毒进化而来的，并且在许多冠状病毒中发现的一种名为ORF7的蛋白质的基因组编码区域发生了重大重组突变。新形式的ORF7被命名为ORF8，迅速引起了病毒学家和流行病学家的注意，因为像ORF8这样的重大遗传分化事件通常是新菌株毒性的原因。

Hurley补充说:“基本上，这种突变导致蛋白质的大小翻倍，而翻倍的物质与任何已知的折叠都没有关系。”“其中大约一半的核心与早期冠状病毒已解决结构中的已知折叠类型有关，但另一半是全新的。”

接听电话

像许多从事COVID-19研究的科学家一样，赫尔利和他的同事们选择在数据发表在同行评议期刊之前分享他们的发现，使其他人能够比传统的发表过程早几个月开始有影响力的后续研究。正如阿莱尔所解释的那样，大流行造成的全民危机使研究界的每个人都变成了务实的心态。科学家们不会担心谁先完成了某件事，也不会拘泥于自己的特定研究领域，而是更早、更频繁地分享数据，并在拥有所需的资源和专业知识时承担新项目。

在这种情况下，赫尔利在加州大学伯克利分校的合著者拥有病毒蛋白质和晶体学的专业知识，而他的长期合作伙伴阿莱尔正好在山上，他也拥有晶体学的专业知识，关键的是，他的光束线仍然可以运行。ALS从《关怀法案》中获得了特别资金，以继续开展COVID-19调查。该团队从1月份发布的SARS-CoV-2基因组分析中了解到，ORF8是(当时更加模糊的)大流行之谜的重要组成部分，因此他们开始工作。

从那以后，作者们都转向了其他项目，他们为其他团队更详细地研究ORF8奠定了基础，对此感到满意。(目前，有几项研究正在进行，重点是ORF8如何与细胞受体相互作用，以及它如何与抗体相互作用，因为除了针对病毒表面蛋白质的特异性抗体外，受感染的个体似乎还会产生与ORF8结合的抗体。)

伯克利实验室分子生物物理和综合生物成像部门的阿莱尔说:“当我们开始这个项目时，其他项目都被搁置了，我们有这个独特的机会来解决一个紧迫的问题。”“我们非常密切地合作，反复讨论，直到我们找到了正确的答案。这真的是我职业生涯中最好的合作之一。”