中國科學家解析脊椎動物RNA病毒「詮釋」生命起源進化 成果今刊於...

2020-11-26 上海觀察

 

生命起源進化,中國科學家提供了更有力研究:中國疾病預防控制中心傳染病所研究員、復旦大學附屬上海市公共衛生臨床中心兼職教授張永振所帶領的研究團隊,在脊椎動物RNA病毒的發現、遺傳與進化上實現突破性研究成果。相關研究成果於今天在《自然》雜誌上以研究論文形式發表。業內專家分析,研究對解析病毒的多樣性與遺傳進化具有廣泛意義,改變了科學家之前對病毒圈的認識。

 

目前,人類對脊椎動物RNA病毒多樣性及其進化史的認識,很大程度上局限在哺乳類、鳥類這兩種宿主。近年來,研究團隊利用宏轉錄組學技術,建立了能篩查各類病毒的病原體篩查體系。這一篩查體系的建立,為探索病毒圈這個「神秘黑洞」打造高靈敏度探測器,能幫助探測病毒圈中已知與未知的病毒(尤其生命科學中的暗物質)。截至2017年底,張永振教授領銜的研究團隊,已發現1600餘種全新的病毒,包括新種、新屬、新科,甚至新的病毒目,成為全球發現全新病毒最多的研究團隊。

 

專家介紹:研究在我國陸地、江河、湖泊、海洋,採集到了186種脊椎動物標本,包括頭索綱(文昌魚),無頜綱(無頜魚),軟骨魚綱(軟骨魚),輻鰭魚亞綱(輻鰭魚), 肉鰭魚亞綱(肺魚),兩棲綱(蛙,蠑螈,蚓螈)和爬行綱(蛇,蜥蜴,龜)等,藉助「病毒探測器」,從上述脊椎動物中發現214種全新RNA病毒。新發現病毒覆蓋了已知的能感染脊椎動物(主要是包括人類在內的哺乳動物)所有RNA病毒科,其中有能引起人類重大疾病的病毒科(如流感病毒、引起嚴重出血熱與腦炎的沙粒病毒科、引起伊波拉病毒病毒的絲狀病毒科、引起腎症候群出血熱的漢坦病毒科等)。

 

研究同時揭示,部分新發現病毒與已知RNA病毒差異很大,按照當前世界病毒分類委員會所制定的分類標準,可定義為「新的病毒科」。在低等脊椎動物中,新發現病毒表現出與其在哺乳動物中相似的組織嗜性(如,新發現的C型肝炎類病毒主要存於肝臟中)。這些研究結果提示此類病毒類群的古老性。此外,從病毒基因組結構來看,新發現的脊椎動物病毒基因組結構比之前觀察到的更多樣,其中部分可能代表了病毒進化歷史中的「祖先」。例如,在輻鰭魚中新發現的博爾納病毒科、絲狀病毒科「成員」,都具有比這兩個病毒科「現已知成員」更久遠、更古老的進化歷史。這說明RNA病毒與其宿主進化歷史都起源於海洋,也即,RNA病毒與脊椎動物宿主之間有億萬年的共進化歷史。

 

團隊新發現的病毒,極大填補了病毒學知識的空白,顛覆現有病毒分類規則體系,揭示了RNA病毒的遺傳進化規律,由此重新定義了脊椎動物RNA病毒圈。上述研究結果,為揭示生命起源進化提供了新依據。

 

鑑於團隊在病毒學研究上所取得突出成就,今年3月8日,張永振團隊就病毒圈的多樣性、病毒基因組的進化機制、病毒與動物宿主(包括人類)間的相互作用,應邀在《細胞》雜誌上發表評論文章,評述該研究領域近年來所取得的成就、存在的問題,以及今後研究所面臨的主要挑戰與發展方向。據悉,這也是該期刊首次邀請中國科學家發表評論文章。早在2016年,研究團隊在無脊椎動物RNA病毒的發現與遺傳進化規律研究實現重大突破時,已在《自然》上發表長篇研究性論文。

 

隨著社會經濟快速發展、生態地理環境不斷變化,人類生活方式及行為模式的改變(尤其海洋存在大量引起人類疾病近親的病毒),新發現病毒與未知病毒引起人類新發突發傳染病的風險不容忽視,避免引發諸如SARS、愛滋病、伊波拉病毒病等災難。為此,復旦大學附屬上海市公共衛生臨床中心將藉助於團隊的微生物發現與鑑定能力,助力傳染病病原體的臨床診斷,提高我國乃至世界對新發突發傳染病與不明原因傳染病的精準治療。

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