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电子显微镜下新冠状病毒是什么样?

提供 来源:      日期:2020年01月30日
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自2019年12月中旬开始,一场源于武汉,由新型冠状病毒传染引起的肺炎疾病逐渐爆发,疫情防控已刻不容缓。什么是冠状病毒,为什么此次病毒为新型?

冠状病毒在系统分类上属冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus)。冠状病毒属的病毒是具外套膜(envelope)的正链单股RNA病毒,直径约80~120nm,其遗传物质是所有RNA病毒中最大的,只感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类脊椎动物。冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体,属于RNA病毒。冠状病毒最先是1937年从鸡身上分离出来,病毒颗粒的直径60~200nm,平均直径为100nm,呈球形或椭圆形,具有多形性。病毒有包膜,包膜上存在棘突,整个病毒像日冕,不同的冠状病毒的棘突有明显的差异。在冠状病毒感染细胞内有时可以见到管状的包涵体。

图(一) 冠状病毒的伪彩色结构图

 

 近日国家病原微生物资源库发布了由中国疾病预防控制中心病毒预防控制所成功分离的我国第一株病毒(新型冠状病毒武汉株01)的电镜照片。图中黑色箭头所示的位置就是所说的病毒,可以看出,病毒的大小约为100纳米,同时可以看出,病毒形态成圆形,在病毒的表面围绕着一圈突刺蛋白(Spike protein),像一个皇冠。正因为有此形态,此类病毒被划分为冠状病毒(目前病毒的分类经常是根据病毒的型态进行分类的)。

图(二) 新型冠状病毒武汉株01的电镜照片

 

 那么为什么称这次的病毒为新型冠状病毒呢?这是因为此次发现的病毒与之前发现的冠状病毒在RNA序列上有一些不同(此次武汉发现的新型冠状病毒已经被命名为2019-nCoV)。 

刊登在Nature杂志上的一篇研究报告中,来自华盛顿大学等处的研究人员通过研究获得了促进冠状病毒进入细胞的突起蛋白的原子模型 。电子显微镜看的病毒入侵的状态图如下:

图(三) 病毒入侵的状态图

 

电子显微镜下病毒是什么样的?

在完成肉眼无法观测的细小的微生物体系,如动物细胞、细菌、分子结构等,相比一般显微镜电子显微镜更为显著。

 电子显微镜下病毒到底是什么样的呢?下面给大家展示几幅电子显微镜下病毒的图片:

图(四)

 图(四)的图片中心是一个不成熟的逆转录病毒:它有一个近乎球形的衣壳结构。很明显,它存在很多结构缺陷,因而并不具备传染性。病毒的背后是正常细胞,病毒(蓝点)成功进入细胞,但是并不能劫持细胞。

​图(五) 

图(五)是国家癌症研究所的Sriram Subramaniam拍摄一幅组合图:蓝色部分是低分辨率单粒子冷冻电镜(Cryo-EM)获得的β-半乳糖苷酶结构图,黄色部分是冷冻电镜分辨率提高后(2.2 Å)获得的酶结构图,金色是原子坐标。合成图展现的是冷冻电镜的进化史:从过去的“一团”到结构清晰可见。

 

场发射扫描电子显微镜观测病毒(磁珠偶联兔出血症)的实例:

2000倍

5000倍

1万倍

2万倍

 

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