2020年4月3日，《纽约时报》著名专栏作家Carl Zimmer和《纽约时报》科学图形编辑Jonathan Corum发表了题为Bad News Wrapped in Protein: Inside the Coronavirus Genome 的文章。该文章将SARS-CoV-2编码的29种蛋白以模式图和简明易懂的文字呈现出来。
该文作者之一Carl Zimmer是知名科普作家，在耶鲁大学教授科学与环境写作。《纽约时报》的科学专栏获奖作家。他两次获得了美国国家科学院，工程学和医学交流奖，并且三次获得了美国科学促进科学新闻协会奖。
Carl Zimmer
他写过多本广受欢迎的科普作品，包括《病毒星球》《演化》《在水的边缘》《万物身刻》等，曾于2007年摘得美国国家科学院科学传播奖（The National Academies Communication Award），这一奖项是该领域的桂冠荣誉。
其中《病毒星球》（A Planet of Viruses）值得一看，已有中文版。此书在讲述关于自然的新奇故事的同时，能更新你对自然的想法和理解。
Jonathan Corum
早在1977年生物学家Jean和Peter Medawar提出病毒“只是包裹在蛋白质中的一条遗传信息”。病毒必须感染进入活细胞才能进行复制和传播。当SARS-CoV-2病毒找到合适的细胞时，它会注入一条包含整个基因组的RNA链。SARS-CoV-2病毒的基因组不到30000个碱基。研究学者已经鉴定出基因组能够转录多达29种蛋白质。对其他冠状病毒的研究为学者们提供了了解SARS-CoV-2蛋白的途径。但是一些蛋白质功能未知，有些蛋白质可能根本不起作用。以下列出SARS-CoV-2的29种蛋白质以及功能，并附上模式图。原文链接中可查看蛋白相关RNA序列。
SARS-CoV-2的29种蛋白质
16种蛋白质链·ORF1ab
被SARS-CoV-2感染的细胞内部产生的第一个病毒蛋白实际上是16种蛋白质结合在一起的蛋白链（见上图）。其中的2两种蛋白像剪刀一样把蛋白从蛋白链上释放出来。
细胞破坏分子·NSP1
这种蛋白质会减慢受感染细胞自身蛋白质的产生。这种破坏行为会迫使细胞产生更多的病毒蛋白。
NSP1
神秘蛋白·NSP2
尚不能确定NSP2的功能。它附着的蛋白质可能会提供一些线索，其中两个有助于内体的移动。
NSP2
取消标记和切割蛋白·NSP3
NSP3是一种具有两个重要功能的蛋白质，一是切割其他病毒蛋白，以便行使各自的功能。它还会改变许多被感染细胞的蛋白质。通常健康的细胞会标记旧蛋白质以进行降解。但是SARS-CoV-2病毒可以去除这些标签，改变蛋白质的平衡，降低细胞抵抗病毒的能力。
NSP3
液泡制造蛋白·NSP4
NSP4与其他蛋白质结合，有助于在受感染的细胞内形成充满液体的泡泡结构，这里也是构建部分新病毒的场所。
NSP4
蛋白质剪刀·NSP5
这种蛋白质可以使大多数其他NSP蛋白质从蛋白链上解放出来。
NSP5
液泡工厂·NSP6
与NSP3和NSP4配合构建生产病毒的泡泡结构。
NSP6
复制助手·NSP7和NSP8
这两种蛋白质可以帮助NSP12生成RNA基因组的新拷贝，用于组装新病毒。
NSP7
NSP8
细胞中心·NSP9
这种蛋白质会通过微小通道渗入被感染细胞的核中，它可能能够影响分子进出核的运动-但是出于什么目的，还未知。
NSP9
伪装蛋白·NSP10
人类的细胞具有抗病毒蛋白，可以识别病毒RNA并将其降解。NSP10可与NSP16结合，以伪装病毒的基因组，从而不会受到攻击。
NSP10
复制机器·NSP12
这种蛋白质协助病毒基因组复制。研究人员已经发现在其他冠状病毒中，抗病毒药remdesivir会干扰NSP12。另一个序列NSP11与编码NSP12的RNA的一部分重叠。但是尚不清楚该基因编码的微小蛋白质是否具有功能。
NSP12
RNA解开蛋白·NSP13
病毒RNA会缠绕起来。研究学者推测NSP13可以解开缠绕的RNA链，以便复制或者蛋白翻译。
NSP13
病毒校对器·NSP14
NSP12协助病毒基因组复制时，有时会出错。NSP14可以纠正这些错误。
NSP14
清理蛋白·NSP15
研究人员推测这种蛋白质会切碎剩余的病毒RNA，以躲避机体的抗病毒防御反应。
NSP15
隐藏蛋白·NSP16
NSP16与NSP10一起可将病毒的基因组隐藏起来，以躲避切割病毒RNA的蛋白质。
NSP16
刺突蛋白·S
刺突蛋白是形成冠状病毒外层，并保护内部RNA的四种结构蛋白S，E，M和N之一的蛋白。通过形成三聚体，S蛋白在病毒表面上形成明显的刺突。刺突的一部分可以延伸并附着在ACE2的蛋白质上（图中为为黄色），然后病毒可以入侵细胞。
刺突蛋白
逃脱行家·ORF3a
SARS-CoV-2基因组还编码一组所谓的“辅助蛋白”。它们有助于改变被感染细胞内部的环境，从而使病毒更容易复制。ORF3a蛋白在被感染细胞的膜上打洞，使病毒更容易逃脱。
ORF3a
包膜蛋白·E
包膜蛋白是一种结构蛋白。一旦病毒进入细胞内部，它可以锁定蛋白质，从而帮助打开和关闭被感染细胞的基因组。
包膜蛋白
膜蛋白·M
形成病毒外壳的另一种结构蛋白。
膜蛋白
信号阻止蛋白·ORF6
该蛋白阻止被感染细胞将信号发送至免疫系统。它还能阻止细胞自身的一些抗病毒蛋白。
ORF6
病毒逃逸蛋白·ORF7a
当复制的新病毒试图逃脱细胞时，细胞可以用称为tetherin的蛋白质捕获它们。一些研究表明，ORF7a减少了感染细胞的tetherin表达，从而使更多病毒得以逃逸。研究人员还发现，这种蛋白质可以触发受感染的细胞自杀，对被感染组织造成损害。
ORF7a
神秘蛋白·ORF8
SARS-CoV-2中该蛋白的基因与其他冠状病毒有着显着不同。研究人员正在探究它的作用。
ORF8
核衣壳蛋白·N
N蛋白可以保护病毒RNA，使其在病毒内部保持稳定。许多N蛋白以长螺旋形连接在一起，包裹RNA。
核衣壳蛋白
编码蛋白ORF9b和ORF9c的RNA片段重叠。ORF9b可以阻断干扰素，抵抗机体病毒防御，但目前还不清楚ORF9c的作用。
神秘蛋白·ORF10
SARS-CoV-2的近亲病毒并没有这种微小辅助蛋白的基因，它的用途还不清楚。
ORF10
SARS-CoV-2的RNA组尾端
冠状病毒的基因组以一小段RNA结尾，从而终止蛋白翻译，然后以重复的aaaaaaaaaaaaaa序列结尾。
本文资料来源:Fan Wu et al., Nature; National Center for Biotechnology Information; Dr. David Gordon, University of California, San Francisco; Dr. Matthew B.Frieman and Dr. Stuart Weston, University of Maryland School of Medicine; Dr. Pleuni Pennings, San FranciscoState University; Journal of Virology; Annual Review of Virology.
蛋白模型资料来源：Coronavirus by Maria Voigt, RCSB Protein Data Bank headquartered at Rutgers University–New Brunswick; Ribosome from Heena Khatter et al., Nature; Proteins from Yang Zhangʼs Research Group, University of Michigan.
原文链接：https://www.nytimes.com/interactive/2020/04/03/science/coronavirus-genome-bad-news-wrapped-in-protein.htmlhttps://english.yale.edu/people/adjunct-professors-and-senior-lecturers-full-part-time-lecturers-creative-writers/carl-zimmerhttp://13pt.com/corum/