谈到生命科学，你会联想到什么？
达尔文的进化论？孟德尔的遗传学？又或者巴斯德的微生物学？
实际上为生命科学所贡献的科学家、医生、学者数不胜数，但往往我们只记住了光明，而选择性的忘却黑暗。同时如果谈到生命科学，你第一联想到的可能是生命、进化、人体、细胞，遗传，基因……最后才有可能是病毒、疾病、瘟疫、死亡……
这是为什么？
很简单，从心理学来说，生命是敬畏的，科学是崇高的，在两者的结合下，人类潜意识向往光明，而希望把黑暗永远流放某个角落。然而物种的起源往往是未知和狭义的，人类认知生命科学一开始只能从自己、身边的动植物作为研究方向，认知细菌病毒的意识往往伴随着历史上重大瘟疫和疾病发生之后，人类才发现自己并不是站在食物链最顶端的生物。病毒的发现到目前仅有百余年的研究历史。然而，地球上的人类，其他动物和植物遭受病毒病的折磨已有许多世纪。
回顾近代有发生在1918年的西班牙大流感，1959年发现的艾滋病病毒，2003年的SARS病毒，2015年的MERS病毒，以及2020年的新冠状病毒（COVID-19 ）。
接下来，让我们共同了解这次2020年的主角--新冠状病毒（COVID-19 ），并且从4个方面进行科普分享。
01新冠状病毒的结构
首先我们区别什么是DNA和RNA，用通俗的语言来解释，两者都有遗传和复制信息的作用，但DNA是双链，复制信息和遗传相对比较稳定，而RNA是单链，在信息复制上不稳定。
新冠状病毒就是RNA单链。由于病毒只能依靠寄生来存活，它在RNA单链的外部有一个保护层叫做蛋白衣壳，在蛋白衣壳的外部有很多竖起像小喇叭的东西，科学家命名为冠状，也可以称呼为刺突或者是S蛋白，是攻击人类的武器。
02新冠状病毒如何攻击人体
由于病毒是一种非细胞生命形态，什么叫非细胞生命形态，用简单的词语来概括，它没有代谢机构、不能自我繁殖、没有任何生命活动，没有酶系统，它只能寄生在宿主的细胞中进行存活，然后进行不断的复制自己的核酸所包含的遗传信息（RNA单链），产生新一代的病毒，不停的传播和生存。
当新冠状病毒进入人体之后，由于新冠状病毒是需要与蛋白来进行膜融合，达到自己入侵细胞的目的，特别是一种叫ACE2的调节蛋白是新冠状病毒的最爱，ACE2的分布具备器官特性，所以一般情况下会分布在粘膜、呼吸道、肺部、心血管、肠胃和肾脏中，而新冠状病毒主要是通过飞沫和粘膜进行传播，很容易进入呼吸道系统通过ACE2蛋白受体进入肺部或者呼吸道进行复制和扩散，这也是为什么这次疫情患者早期会出现肺炎的症状。
ACE2的全貌
那我们以肺细胞为例，如果是一般的病毒进入人体，人体的免疫细胞会迅速消灭病毒，但这次是新冠状病毒，是目前还未被认知的病毒，免疫细胞从未见过这样的病毒，所以在病毒没有动作之前，并不会理会，这也是为什么新冠状病毒的潜伏期达到14天。对新冠状病毒而言，肺细胞实在体积太大，所以新冠状病毒利用自己的RNA单链特性，可以复制出几百万条来攻击肺细胞。
但肺细胞也不是吃素的，在肺细胞外部有一层细胞膜类似于保护层，可以隔绝大部分的病毒和细菌，但是肺细胞为了吸取水分子和其他营养分子，会在保护层上留出一些小孔。
而新冠状病毒就会利用自己的攻击武器刺突（S蛋白）对于肺细胞表面的受体ACE2进行攻击，这时肺细胞意识到有外来入侵者，抗体会拼命保护肺细胞不被病毒感染，但新冠状病毒量足够大，刺突足够多，难免会有漏网之鱼，骗过受体进入细胞体内。
肺细胞一旦识别有外界物质进入，细胞内部会喷出溶酶体，像很多普通的感冒病毒就会被溶酶体杀死，但新冠状病毒有一层蛋白衣壳作为保护，肺细胞的溶酶体正好帮助新冠状病毒的蛋白衣壳溶解掉，让新冠状病毒的RNA单链赤裸裸的暴露在细胞体内。最终新冠状病毒会被细胞核中的马达蛋白误以为是能量物质以最快速度输送到肺细胞的核心-细胞核中。新冠状病毒进入细胞内蛋白衣壳被溶酶体溶解之后，病毒RNA完全暴露在细胞内部。前文也说到病毒的生存方式是寄生于宿主的细胞中，所以新冠状病毒的最终目的并非是想杀死宿主，一旦宿主死亡，新冠状病毒也是失去了传播性，也会自行消亡，所以新冠状病毒的目的是利用肺细胞的核糖体进行合体，复制更多的RNA单链，合成出的RNA单链并生成蛋白质衣壳，不断形成更多新冠状病毒进行寄生和传播。
03新冠状病毒为何传播如此之快
人体被病毒感染的肺细胞会变成靶细胞，在临死之前会病毒碎片送出细胞，并会通知免疫细胞，所以这时，大量的巨型白细胞会消灭靶细胞，阻止病毒扩散，人体为了输送更多的白细胞，血液流速会加快，血管膨胀，大量的水分会涌入肺部形成体液，体液还负责把死亡的白细胞和病毒送出体外，这就是飞沫、口痰、鼻涕，这样又会感染下一个人。
04寻找新冠状病毒的治疗手段
新冠状病毒如何攻击人体的原理我们基本上都能够明白了，那有人会认为只要抑制住ACE2不让新冠状病毒和它进行融合不就好了，那可不行，ACE2是人体主要调节蛋白，并且保护急性损伤的关键分子，如果过分抑制ACE2的反应，反而会加速器官的恶化。由于目前没有特效药特异性的靶向新冠状病毒并将其“杀死”，治疗通常通过维持患者机体的稳态平衡，然后靠患者自身的免疫系统来杀灭新型冠状病毒。
再一次回顾生命科学的历史发展，无数的科学家前赴后继投身于生命科学领域，开创了一个又一个学派，而病毒，更是行走在生命与化学物质边界的类生物体，在全球碳循环中发挥着关键的作用。没有病毒，生命就无法进化，甚至无法成其为生命，对于病毒我们需要留存一颗敬畏的心。相信这次新冠状病毒爆发，更多的同学想去了解病毒的原理，找到抑制病毒的办法，甚至往生命科学的学术方向去学习。
为了能够让更多的同学能够提前接触到生命科学相关的基础知识、学术培养以及实验环境。前途出国推出“青年学者——探索抗新冠病毒药物筛选研究”项目。针对新冠状病毒的药物筛选研究，与德国吕贝克大学、中科院、康奈尔大学的病毒学专家一起开展了关于寻找可以抑制新冠状病毒蛋白酶活性抑制剂的科研实践，帮助学生更多参与生命科学的科研研究，了解新冠状病毒的始末，通过计算机辅助找到抗新冠状病毒药物的虚拟筛选和抑制剂。本项目旨在以COVID-19的主蛋白酶为靶点，基于计算机模拟分子对接技术、靶点蛋白质三维结构解析和酶联免疫检测技术，通过虚拟筛选和高通量筛选的方法，寻找可以抑制新型冠状病毒主蛋白酶活性的抑制剂。
