根據一項新研究，隨着寒冬的來臨，COVID-19大流行即將變得更糟。這不一定是因為COVID-19新變體奧密克戎（科學家們仍在研究這個問題），而是因為有比以往更多的證據表明COVID-19是一種季節性疾病。伊利諾伊大學研究人員的新分析表明，在所有的變體之下，這種疾病已經在全球範圍內進行了近兩年的季節性循環。
更重要的是，研究人員確定了該病毒季節性的一個分子“元兇”。這一發現可以幫助預測未來的變異，並有可能為新的治療方法或疫苗鋪平道路。
伊利諾伊大學作物科學系和C.R. Woese基因組生物學研究所教授、《微生物學方法》研究的資深作者Gustavo Caetano-Anollés說：“我們的研究是第一個對外部環境和生理學的季節性模式做出反應的病毒傳感器的提議。該結構現在應該成為預測、緩解和知情的公共衛生決策的重點。”
該結構嵌入了病毒刺突蛋白的N端結構域，屬於被稱為凝集素的一大類蛋白質。所有的生物體都會製造凝集素；這些蛋白質識別並與碳水化合物結合，形成適應性和先天性的免疫反應。眾所周知，它們還能幫助病毒和其他微生物附着在它們的宿主細胞上。但是直到最近，科學家才發現一些凝集素在感知環境中的溫度變化方面發揮了作用。
2019年，中國的科學家發現，一種凝集素–galectin–參與了光合甲藻和珊瑚蟲之間的識別。但當水溫降到一個狹窄的熱力帶之外時，這種識別機制就不那麼好用了：25-30攝氏度。這是首次暗示半知覺蛋白能感知外部溫度，也是對珊瑚白化的解釋，即珊瑚礁在變暖水域中的毀滅性消亡。
聽到這一發現后，Caetano-Anollés和他的合作者分析了數以萬計的SARS-CoV-2基因組，在刺突蛋白上發現了一個類似galectin的結構。研究人員認為這種蛋白結構能感知外部條件，當溫度或濕度不太高時，會觸發病毒的刺突蛋白的構象變化，使病毒RNA進入宿主細胞。
“把刺突蛋白想象成一個小罐子，上面有擋板以保持其關閉。當溫度較高時，罐子保持完全關閉，無法溢出其感染性內容。但是當它的擋板識別到肺部的宿主細胞時–在涼爽和乾燥的條件下–罐子就會打開，釋放出一種融合肽，幫助合併病毒和宿主膜。”Caetano-Anollés說：“這使病毒能夠進入細胞並製造更多的同類病毒。”
病毒不斷變化。當基因組的一個特定部分開始更快速地變化時，這是一個信號，病毒正在探索新的和更好的方式在其宿主體內生存和傳播。科學家們預計這些快速突變會出現在負責傳播、感染性和免疫逃逸的區域，因為它們對病毒最有幫助。既然感知環境對病毒如此重要，那麼刺突蛋白結構的galectin也應該是這些區域之一，而且其作用與病毒感染有關，這也是有道理的。
Caetano-Anollés說：“值得注意的是，我們發現類似galectin的結構是一個頻繁的突變目標，因為它幫助病毒逃避或調節宿主的生理反應以進一步傳播和生存。”