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新冠肺炎病不仅会导致典型呼吸系统疾病的症状，而且还会在感染者身上引发一系列其他症状，有些症状甚至会在病毒检测呈阴性后持续很长时间
这些症状可能包括异常凝血、心脏损伤和衰竭、肾病、脑雾(思维混乱、记忆力丧失或注意力难以集中)、胃肠问题，甚至男性不育
然而，人们对新冠肺炎导致这些不同并发症的机制仍知之甚少
罗彻斯特大学的纳撒尼尔和海伦·维斯奇生物学教授约翰(杰克)沃伦，以及最近的本科生奥斯汀·瓦雷拉‘20和萨米·程‘21在发表在《皮尔杰》杂志上的一篇新论文中，研究了与血管紧张素转换酶2 (ACE2)密切进化的蛋白质，血管紧张素转换酶2是SARS-CoV2病毒进入人体细胞时使用的受体
研究人员使用进化的方法，在哺乳动物中检测到与ACE2“共同进化”的蛋白质，以此来识别在ACE2在人体正常功能期间可能与它相互作用的蛋白质网络
他们的基本原理是，新冠肺炎对血管紧张素转换酶2的这些正常功能的破坏可能会导致这种疾病的异常病理
新冠肺炎、ACE2和蛋白质伙伴 研究人员使用的方法揭示了许多ACE2的候选蛋白伴侣，这些伴侣以前没有被确定为ACE2相互作用者，但可能与病毒感染者经历的并发症有直接关系
这些与COVID相关的并发症可能包括过度凝血以及被称为“细胞因子风暴”的过度活跃的炎症反应，这两种情况都会导致组织和器官损伤
例如，严重新冠肺炎的一个标志是全身血液凝固异常
该团队的研究揭示了ACE2和凝血途径中涉及的关键蛋白质之间值得注意的联系
另一种蛋白质，Clusterin，通过去除错误折叠的蛋白质，在血液的“质量控制”中起着重要作用，与ACE2强烈共进化——这意味着它们在生物学上相互作用
参与细胞因子信号传导的几种蛋白质似乎也与ACE2共同进化
“我们认为，ACE2具有新的蛋白质相互作用，在新型冠状病毒感染期间被破坏，从而导致了新冠肺炎病，”Werren说
发现ACE2的进化伙伴参与了凝血和细胞因子信号传导与这种可能性是一致的
“这些候选蛋白的相互作用需要得到验证，”Werren说
“但是，如果得到支持，我们的发现可以为新冠肺炎和可能出现的慢性并发症提供更好的治疗方法和疗法
" 作为一名进化遗传学家，Werren的研究集中在共生或寄生关系中基因组的相互作用
当新冠肺炎大流行来袭时，沃伦获得了美国国家科学基金会快速反应研究项目的资助，研究ACE2的蛋白质相互作用及其共同进化的蛋白质网络
与此同时，该大学的纳撒尼尔和海伦·维施讲座研究基金也帮助支持瓦雷拉和程的参与
“从事这个项目对我来说是一个很好的机会，”该研究的第一作者瓦雷拉说，他在罗切斯特大学二年级时就开始在韦伦实验室研究蛋白质-蛋白质相互作用
“一旦我们发现了ACE2的进化速度伙伴，它们的潜在临床相关性就很明显了
" 检测蛋白质伴侣和相互作用的进化方法 沃伦和他的同事使用了一种叫做进化速率相关的计算和进化方法(ERC)
潜在的概念是进化过程中变化率相似的蛋白质更有可能发生功能性相互作用
例如，如果你看一个描述哺乳动物之间进化关系的进化树，当一种蛋白质在一个特定的物种中快速进化时，一种与其功能相互作用的蛋白质也会快速进化，反之亦然
Werren之前将ERC方法应用于与线粒体功能相关的蛋白质相互作用
线粒体是细胞结构，除其他功能外，还为细胞产生能量
在那项研究中，ERC方法准确预测了已知与线粒体相互作用的核编码蛋白质，并检测了以前不知道具有线粒体功能的蛋白质
生物医学研究人员目前利用许多强大的工具来检测和探索在生物过程中相互作用的蛋白质
这些包括遗传筛选、蛋白质共沉淀和蛋白质组分析
像ERC这样的进化方法有可能成为生物医学研究工具包的有益补充
Werren和他的团队现在正在他们的分析中扩展蛋白质的数量
他说，“我们希望为研究人员建立一个更广泛的数据库，这样他们就可以在他们的研究中为感兴趣的蛋白质探索共同进化的伙伴
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