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新发现的病毒与细胞的相互作用可能是COVID-19超高传染性的原因
即便不相信，阴谋论也会对我们的行为产生影响
戴口罩和保持通风比保持社交距离更能阻止新冠病毒传播
研究人员通过X射线筛查发现数种或能治疗新冠的希望药物
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新发现的病毒与细胞的相互作用可能是COVID-19超高传染性的原因
理海大学的研究人员量化了SARS-CoV-2（导致COVID-19的病毒）的尖峰蛋白与人体细胞中的ACE2受体之间的特异性相互作用，这可能部分解释了其与SARS-CoV-1相比的高感染率。生物工程研究人员发现了人类细胞中的受体与SARS-CoV-2（导致COVID-19的病毒）的尖峰或 "S"蛋白之间以前未知的相互作用。这一新发现可能有助于开发阻止SARS-CoV-2进入人类细胞的新策略。
X. Frank Zhang和Wonpil Im从最近的研究中知道，SARS-CoV-2尖峰蛋白与人体细胞中的血管紧张素转换酶2（ACE2）受体之间的相互作用比引起2002-2004年SARS爆发的病毒SARS-CoV-1的结构相同的尖峰蛋白与相同受体之间的相互作用更强。
"我们的目标是表征SARS-CoV-2，并研究其入侵人类细胞过程中的蛋白质-蛋白质之间的相互作用，以提供更多关于使其成功入侵过程的第一步成为可能的机制的见解，"Lehigh的生物工程和机械工程与力学副教授Zhang说。
他们的研究结果出现在3月中旬出版的《生物物理学杂志》特刊 "生物物理学家应对COVID-19挑战一 "中一篇名为 "SARS-CoV-2尖峰RBD与人类ACE2蛋白-蛋白相互作用的生物力学表征"的文章中。
利用单分子力谱和分子动力学模拟相结合的方法，研究团队能够识别出ACE2糖类（附着在蛋白质表面的糖基）和SARS-CoV-2尖峰之间以前未知的相互作用。正是这种相互作用似乎是加强病毒与细胞相互作用的原因。他们说，这可能部分解释了COVID-19与造成2002-2004年SARS爆发的类似病毒相比感染率更高的原因。
"我们惊讶地发现，ACE2聚糖和SARS-CoV-2尖峰蛋白之间的特殊相互作用是使病毒与细胞分离如此困难的原因，"Im说。为了得出这些发现，该团队采用了Zhang的创新单分子检测技术，测量尖峰蛋白-ACE2受体相互作用的分离力。利用Im开发的CHARMM-GUI中提供的复杂系统的全原子分子动力学模拟，他们就确定了这个相互作用中的详细结构信息。
"在我们小心翼翼地去除所有的ACE2聚糖并测量相互作用的力量后，我们看到SARS-CoV-2尖峰ACE2相互作用的强度回落到与SARS-CoV-1相似的水平，"张说。
"这种新发现的与ACE2聚糖的相互作用有可能是COVID-19比结构相似的SARS-CoV-1有更高的比率的原因之一，后者的相互作用较弱，"Zhang说。"我们的希望是，研究人员可能能够利用这些信息开发新的策略来识别、预防、治疗和接种COVID-19。"
02
即便不相信，阴谋论也会对我们的行为产生影响
尤其是由于COVID-19大流行，阴谋论比以往任何时候都要更受关注。几乎所有的媒体和传播渠道都在报道和讨论它们。但它们对我们的行为有什么影响呢？由行为经济学家Loukas Balafoutas领导的科学家们在最近发表的一项研究中研究了这个问题。结果是：我们不需要相信，阴谋论就能对我们产生影响--仅仅面对它们就足够了。
先前的研究表明，阴谋论的信念会对其追随者的行为产生影响，比如它们会导致投票率降低或接种疫苗的意愿降低。
多年来，阴谋论一直在经历它的繁荣--人们几乎不可能忽视它们。这促使一个由Loukas Balafoutas领导的研究小组展开一项实验室实验来调查阴谋论是否也会在我们不相信阴谋论或只是短暂面对它们时对我们产生影响。
因斯布鲁克大学金融系实验经济学教授Loukas Balafoutas报告称：“我们的研究表明，在随后的行为实验中，只听了三分钟阴谋论的受试者跟对照组的受试者表现不同。”相关研究报告已发表在《Economic and Political Studies》上。
在因斯布鲁克大学的EconLab里，研究人员在COVID-19大流行之前进行了他们的实验。在这项研究的144名参与者中，有一半人观看了一段描述1969年登月的3分钟视频--视频是假的。另一方面，控制组则观看了一段同样长的关于航天飞机计划的视频。随后，测试人员参加了所谓的“要钱游戏”。参与者被分成两组，要求他们同时以整数出价5到14欧元。出价小的人将获得该金额外加10欧元，出价大的人则只得到了出价的一部分。在平局的情况下，两位参与者都会收到他们的出价。
“在这个实验中，我们发现，之前看过阴谋论视频的受试者出价更少。这表明这些被测试者的行为更有策略。一方面，这可能会给游戏带来更高的利润，但同时这种方法也会带来亏损的风险。因此，我们的目的不是评估这种行为是好是坏，而是简单地表明，在随后的完全不同内容的情况下，被暴露于阴谋论的人表现出了不同的行为。由此我们得出结论，阴谋论影响了一个人对世界和他人的看法，”Balafoutas说道。
而在另一项名为“信任游戏”的实验中，研究人员测试了暴露在阴谋论之下对他人的信任受损程度的影响。在这个游戏中，玩家被分成两人一组。在每组比赛中，两个玩家都得到5欧元。其中一个参与者(A)可以决定投资部分或全部金额。投资金额则是原来的三倍，然后给另一个玩家B，他可以把一部分钱转回给玩家A，当然他也可以选择不这么做。A在这个博弈中投入的金额越大，信任程度越高。“我们在这里没有发现阴谋论的任何负面影响，这是一个相当积极的信息。从统计学上看，两组人对对方的信任是一样的。这很重要，因为在我们的社会中，我们需要一定程度的信任才能发挥作用，”Balafoutas说道。
科学家们在实验室里研究阴谋论并非巧合。Balafoutas表示，作为研究人员，他们不想在社会中传播阴谋论，因此在这类研究中始终需要谨慎，它们必须以合乎道德的方式进行且必须事先得到批准，“在这样的实验之后向测试对象汇报情况尤为重要。”
03
戴口罩和保持通风比保持社交距离更能阻止新冠病毒传播
研究结果表明，口罩和适当的通风可能是让学校、企业和其他室内区域有更大容量的关键。来自中佛罗里达大学(UCF)的一项新研究表明，口罩和良好的通风系统比保持社交距离更重要，它们可以减少COVID-19在教室的空气传播。
最近发表在《Physics of Fluids》上的新研究论文正值美国学校和大学考虑秋季开学的关键时刻。
“这项研究非常重要，因为它为我们如何理解室内环境中的安全提供了指导，”Michael Kinzel说道。Kinzel是UCF机械和航空航天工程系的助理教授，同时也是这项研究的论文合著者。
他指出：“研究发现，当必须戴口罩时，通过气溶胶传播的途径并不需要保持6英尺的社交距离。这些结果强调，有了口罩，传播的可能性并不会随着物理距离的增加而降低，这就强调了要求佩戴口罩可能是提高学校和其他地方（防疫）能力的关键。”
在这项研究中，研究人员创建了一个有学生和老师的教室的计算机模型，然后建模了气流和疾病传播并计算了由空气驱动的传播风险。
教室模型为709平方英尺，有9英尺高的天花板。模型中有戴口罩的学生和一位同样也戴了口罩的老师，后者站在教室前面。
研究人员使用了两种场景--通风的教室和不通风的教室--并使用了两个模型， Wells-Riley和计算流体动力学。Wells-Riley常用来评估室内传播概率，计算流体动力学常用来了解汽车、飞机和潜艇的空气动力学。
Kinzel表示，佩戴口罩通过防止直接暴露于气溶胶而被证明是有益的，因为口罩提供了一股微弱的暖空气从而导致气溶胶垂直移动进而防止它们接触到邻近的学生。
另外，跟没有通风的教室相比，通风的教室跟良好的空气过滤器相结合可以减少40%到50%的感染风险。这是因为通风系统创造了一种稳定的气流，这可以使许多气溶胶进入过滤器，跟不通风的情况相比，气溶胶聚集在房间里的人的上方，过滤掉一部分气溶胶。
Kinzel称，这些结果证实了美CDC最近的指导方针，即建议在普遍使用口罩的情况下，将小学内的社交距离从6英尺减少到3英尺。
“如果我们比较戴口罩时的感染几率，三英尺的社交距离并不意味着感染几率比六英尺高，这可能为学校和其他企业在流感大流行的剩余时间内安全运营提供了证据，”Kinzel说道。
当比较这两个模型时，研究人员发现，Wells-Riley和计算流体动力学产生了相似的结果，尤其是在不通风的情况下，但Wells-Riley将通风情况下的感染概率低估了约29%。
这项研究的论文首席作者Aaron Foster表示，对此，他们推荐将在计算流体动力学中捕捉到的一些额外复杂作用应用到Wells-Riley上以开发出一种对某一空间内感染风险的更完整理解方法。
“尽管详细的计算流体动力学结果为风险变化和距离关系提供了新的视角，但它们也验证了更常用的Wells-Riley模型以合理的精度捕捉了通风的大部分好处。这很重要，因为这些是任何人都可以用来降低风险的公开工具。”
04
研究人员通过X射线筛查发现数种或能治疗新冠的希望药物
包括MPSD科学家在内的一组研究人员利用德国电子同步加速器(DESY)的PETRA III X射线光源确定了几种对抗SARS-CoV-2冠状病毒药物的候选药物。由于它们会跟病毒的一种重要蛋白质结合，所以可能能成为对抗COVID-19药物的基础。
由DESY领导的研究团队在X射线筛查中测试了近6000种已知的活性物质，这些物质已经存在，可在短时间内治疗其他疾病。科学家们今日在《科学》在线版上发表的文章中称，他们在测量了约7000个样本后，能够识别出共37种能跟SARS-CoV-2病毒的主要蛋白酶(Mpro)结合的物质。这些物质中有七种可以抑制蛋白质的活性从而减慢病毒的增殖速度。并且其中有两种非常有前景，目前正在进行进一步的临床前研究。这种药物筛选--可能是同类中规模最大的--还发现了病毒主要蛋白酶上的一个新的结合位点。
跟帮助健康人抵御病毒的疫苗不同，药物研究正在寻找减缓或阻止病毒在已感染者体内繁殖的药物。病毒不能自己繁殖，相反，它们需要将自己的遗传物质引入宿主的细胞中才能让其产生新的病毒。病毒的主要蛋白酶等蛋白质在这一过程中起着重要作用。蛋白酶将宿主细胞根据病毒遗传物质蓝图产生的蛋白质链切成病毒复制所必需的更小部分。如果主蛋白酶被阻断，那么循环就可能被中断，病毒就不能再繁殖，感染就被击败了。
DESY的PETRA III研究光源的Beamline P11专门从事结构生物学研究。在这里，蛋白质的三维结构可以以原子精度得到成像。由DESY物理学家Alke Meents领导的研究小组利用这种特殊的能力检测了数千种活性物质以此来看看它们是否以及如何“对接”到主要的蛋白酶上--这是阻断它的第一个重要步骤。由于这些活性物质已经被批准用于人类治疗或目前正在进行测试，因此，用于抗击SARS-CoV-2的合适候选药物可以更快地用于临床试验，这能够节省数月或数年的药物研发时间。
在光束线上的机器人设备在约3分钟内完成了7000多次测量。研究团队在自动数据分析的帮助下快速地把小麦从谷壳中分离出来。“使用一种高通量的方法，我们总共找到了37种跟主要蛋白酶结合的活性物质，”发起这项实验的Meents说道。
来自MPSD国际马克斯普朗克研究学院的研究合著者Lourdu Xavier对这一过程如此描述：“具有挑战性的部分是用单晶筛选方法筛选出6000多种药物。它要求数十人连续几周24小时工作、培育晶体、用药物浸泡、捕捉、冷冻晶体并将其装入机器人工作站进行X射线扫描。这是一场马拉松兼接力赛。这是一个了不起的团队的努力，我很高兴我们找到了一些药物。
“随着这些令人兴奋的结果进入临床前试验，我们也具备了充分的条件以利用XFEL脉冲对变构药物结合机制的室温动力学展开更深入的了解，另外还将利用XFEL脉冲在短时间内获得数百万衍射图案。”
之后，Bernhard Nocht热带医学研究所的研究人员对这些活性物质是否能抑制甚至阻止细胞培养中的病毒复制以及它们跟宿主细胞的相容性如何进行了研究。这项工作将合适的活性物质减少到了7种，其中两种尤为突出。“活性物质Calpeptin和Pelitinib明显表现出了最高的抗病毒能力和良好的细胞相容性。因此，我们的合作伙伴已经开始对这两种物质进行临床前研究，”DESY研究人员Sebastian Günther说道。
在使用蛋白质晶体学进行药物筛选时，研究人员并没有像通常那样检查潜在药物的片段，反之，他们检查了完整的药物分子。然而在这个过程中，由100多名科学家组成的团队也发现了一些完全意想不到的东西：他们在主要蛋白酶上发现了一个此前完全未知的结合位点。
“即使这两种最有希望的候选药物没有进入临床试验，跟主要蛋白酶结合的37种物质也会为基于它们的药物开发形成一个有价值的数据库，”DESY研究人员、该出版物的合著者Patrick Reinke表示。
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