最初的SARS-CoV-2菌株被发现与人类细胞上的唾液酸(一类糖)结合，这一特征在后来的菌株中没有发现。罗莎琳德·富兰克林研究所和牛津大学的这一发现为了解病毒的传播和进化提供了新的见解，与之前关于疾病严重程度的发现相关联，并为探索病毒结构提供了新的分析技术。
2020年初出现的最初的SARS-CoV-2病毒株能够附着在人类细胞表面发现的唾液酸糖上，后来的菌株没有保留这种能力。
这种结合是由罗莎琳德富兰克林研究所和牛津大学联合使用磁共振和极其精确的高分辨率成像技术发现的，并于最近发表在《科学》杂志上。
早期菌株的这种独特能力也增加了病毒最初从动物转移到人类的可能性。
与后续变体的比较
随后的变种，如Delta和Omicron，没有这种抓取唾液酸的能力，而是依靠冠突上的受体附着在人类细胞上的ACE2蛋白上。
研究方法与技术
由罗莎琳德·富兰克林研究所的科学家领导的一个国际团队使用磁共振和复杂成像技术进行了进一步的调查。利用一种称为饱和转移差的核磁共振(NMR)光谱技术，他们开发了一种新的、复杂的分析方法来解决这个复杂的问题。他们把这种技术称为通用饱和转移分析(uSTA)。
罗莎琳德·富兰克林研究所和牛津大学的本·戴维斯教授是该论文的资深作者之一，他说:“冠状病毒大流行的两个未解之谜是病毒传播背后的机制和人畜共患病的起源。
“有证据表明，一些流感病毒可以捕获人类宿主细胞表面的唾液酸，这在中东呼吸综合征(MERS)中已经看到，这是一种冠状病毒。尽管令人担忧的SARS-CoV-2变体没有显示出这种机制，但我们的研究发现，2020年初出现的病毒株可以利用这种机制进入人体细胞。”
病毒的结合机制和进化
结合机制是在n端结构域的末端发现的，n端结构域是病毒进化更快的一部分。该结构域先前被认为与唾液酸结合有关，但直到罗莎琳德富兰克林研究所的团队应用高分辨率精确成像和分析，这一观点才得到证实。
至于为什么病毒在进化成新的变体时放弃了糖结合特征，戴维斯教授假设，这可能是最初人畜共患病从动物跳到人类的必要条件，但随后可以隐藏起来，直到再次需要它——特别是如果这个特征对病毒在人类体内复制和感染的任务非常有害。
与早期证据的相关性及其意义
这一发现与意大利第一波流感的证据相关联。意大利基因组学联盟发现，COVID-19疾病的严重程度与遗传学之间存在相关性，因为患有特定基因突变(影响细胞上唾液酸类型的基因突变)的患者在重症监护病房中的代表性不足。这表明，与其他基因型相比，这种病毒更容易感染某些基因型。
罗莎琳德·富兰克林研究所所长詹姆斯·奈史密斯教授说:“通过我们的超高精度成像和新的分析方法，我们可以在SARS-CoV-2高峰的最后看到一个以前未知的结构。令人惊奇的是，我们的发现与意大利研究人员在第一波中注意到的情况相关联，这表明这是早期感染的关键作用。
“这项新技术可以被其他人用来揭示其他病毒结构，并回答非常详细的问题。这项工作是罗莎琳德富兰克林研究所成立的独特技术的一个例子。”
参考:作者:Charles J. Buchanan, Ben Gaunt, Peter J. Harrison, Yun Yang, Jiwei Liu, Aziz Khan, Andrew M. Giltrap, Audrey Le Bas, Philip N. Ward, Kapil Gupta, Maud Dumoux, Tiong Kit Tan, Lisa Schimaski, Sergio Daga, Nicola Picchiotti, Margherita Baldassarri, Elisa Benetti, Chiara Fallerini, Francesca Fava, Annarita Giliberti, Panagiotis I. Koukos, Matthew J. Davy, Abirami Lakshminarayanan, Xiaochao Xue, Georgios Papadakis，Lachlan P. Deimel, Virgínia Casablancas-Antràs, Timothy D. W. Claridge, Alexandre M. J. J. Bonvin, Quentin J. Sattentau, Simone Furini, Marco Gori, Jiandong Huo, Raymond J. Owens, Christiane Schaffitzel, Imre Berger, Alessandra Renieri, GEN-COVID多中心研究，James H. Naismith, Andrew J. Baldwin和Benjamin G. Davis, 2023年6月23日，Science。DOI: 10.1126 / science.abm3125