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通過重建新冠病毒的進化歷史,一個由中國,歐洲和美國科學家組成的國際研究小組發現了新冠病毒的譜系,幾十年來,這些譜系一直在蝙蝠當中流傳,並且也可能衍生出了其他可以感染人類的病毒。這項發現對預防未來由這一譜系的病毒引發的病毒大流行具有啟示意義。
賓夕法尼亞州立大學生物學副教授Maciej Boni說:「冠狀病毒具有高度重組的遺傳物質,這意味著病毒基因組的不同區域可以來自多個來源。這使得重建新冠病毒的起源變得很困難。你必須找出所有重組的區域並追溯它們的歷史。為此,我們組建了一支多樣化團隊,這個團隊具有重組、系統發育年代測定、病毒採樣以及分子和病毒進化方面的專業知識。」
該團隊使用了三種不同的生物信息學方法來識別和移除新冠病毒基因組中的重組區域。然後,他們重建了非重組區域的系統發育歷史,並將它們相互比較,以確定哪些特定的其他病毒在過去參與了病毒重組。他們能夠重建新冠病毒和最接近的蝙蝠和穿山甲攜帶病毒之間的進化關係。他們的發現發表在今天的《自然微生物學》上。
研究人員發現,大約40-70年前,新冠病毒所屬的病毒譜系就從其他蝙蝠病毒中分離了出來,最重要的是,儘管新冠病毒與RaTG13冠狀病毒的基因相似(相似度約96%,後者是2013年在中國雲南省的一隻菊頭蝠身上採樣的),但研究小組發現,新冠病毒是在相對較長的時間之前,即1969年,從RaTG13冠狀病毒中分離出來的。
進化和計算病毒學部門的首席研究員菲利普·萊梅(Philippe Lemey)說:「在這次合作中,我們開發出了在理清重組歷史後估計病毒分離時間的能力,這可能會有助於科學家們深入了解許多不同病毒病原體的起源。」
研究小組發現,新冠病毒與其親近病毒共享的一個較早的特徵是位於刺突蛋白上的受體結合區域(RBD),這個區域可以使病毒能夠識別並結合人類細胞表面的受體。
格拉斯哥大學醫學研究理事會病毒研究中心計算病毒學教授David L. Robertson說:「這意味著其他能夠感染人類的病毒也正在中國的菊頭蝠中傳播。」
這些病毒能夠從蝙蝠直接跳躍到人類身上嗎?還是需要一種中間物種才能實現這一飛躍?Robertson說,對於新冠病毒來說,其他研究小組此前錯誤地提出了關鍵的進化變化發生在穿山甲身上。
Robertson說:「到目前為止,新冠病毒的RBD序列只在少數穿山甲病毒中有發現。」此外,另一個被認為有助於新冠病毒感染人類能力的關鍵特徵——刺突蛋白中的多鹼性切割位點插入——尚未在另一種新冠病毒的近親蝙蝠病毒中發現過。然而,雖然穿山甲可能是促進新冠病毒傳播給人類的中間宿主,但沒有證據表明感染穿山甲是蝙蝠病毒感染人類的必要條件。相反,我們的研究表明,新冠病毒可能進化出了在人類和穿山甲上呼吸道進行複製的能力。」
該小組的結論是,為了防止未來的病毒大流行,需要更好地對野生蝙蝠進行採樣,並建立能夠識別人類新病原體並實時做出反應的人類疾病監測系統。
Robertson說:「監測成功的關鍵是知道要尋找哪些病毒,並優先考慮那些容易感染人類的病毒。我們本應對第二種SARS病毒作出更充分的準備的。」
Boni補充說:「我們對新冠病毒最初爆發的反應太遲了,這也不會是我們遇到的最後一次冠狀病毒大流行。當新病毒的病例數在兩位數的時候,我們就需要建立一個更加全面和實時的監測系統來監測這樣的病毒。」
【翻譯/前瞻經濟學人APP資訊組】
參考資料:https://phys.org/news/2020-07-evolutionary-sars-cov-.html
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