新冠疫情形势依旧严峻，已有的研究揭示了新冠病毒关键蛋白结构，细胞生理条件下新冠病毒的复制过程与病毒组装细节尚不清楚。近日，牛津大学等多个科研机构合作，采用关联多尺度电镜成像技术揭示了更为准确的新冠病毒生命周期。
研究者在Vero细胞模型中观察病毒感染过程，cryoET、cryoFIB/SEM、X射线衍射等多种成像方式相结合，结果发现感染细胞有明显病变特征，细胞膜表面存在许多通道结构，连通细胞膜与细胞质，而且包含病毒样颗粒。细胞质核周区域由许多V型囊泡占据，有一些是包含病毒的大型囊泡，特别是一些细胞中细胞质内褶，细胞核受损。线粒体数量明显减少，长度也大大缩短。
新冠病毒感染的第一步是病毒基因组复制，冠状病毒演化出了精密的复制机制以逃逸宿主免疫识别。细胞内大量的囊泡实际是双层膜泡，即病毒RNA复制的场所，还有些形成了囊泡包裹。研究者发现双层囊泡中具有双层跨膜孔道复合体，类似于RNA转运入口。病毒组装是另一个关键步骤，研究者发现单层膜泡是病毒组装与出芽的位点，在这附近是包含新冠病毒刺突蛋白的小转运囊泡。转运囊泡与单层膜泡融合后，刺突蛋白在膜上扩散并与病毒基因组、膜蛋白相互结合，触发组装出芽过程。单层膜泡中的病毒颗粒由一至多个病毒组成，存在两种形态，一种刺突蛋白为融合前构象，另一种在复合膜区室管腔内没有刺突蛋白或刺突蛋白呈现融合后构象。研究者推测复合膜区室是溶酶体的残余小体，被病毒用于出胞。
研究者发现病毒退出通道与细胞膜相连，这可能是由于包含病毒的大型囊泡与细胞膜融合，通过胞吐离开。此外也发现感染细胞的细胞膜不连续，存在裂隙，而细胞骨架完好。
该研究利用多种高分辨率技术从多尺度解析了新冠病毒的复制、组装、出胞过程，有助于更深入理解新冠病毒的分子机制，开发相应治疗策略。
文章来源：science