2020年10月16日

查明使冠状病毒具有进化优势的“沉默”突变

SARS-CoV-2是导致COVID-19的冠状病毒,似乎已经对其RNA代码进行了沉默改变,这使其具有了比先前菌株更强的生物学优势。信用:菲利普·埃斯基维尔·里德(Felipe Esquivel Reed)

我们知道,COVID-19危机背后的冠状病毒在跳过物种壁垒并蔓延到人类之前,在蝙蝠和其他野生动植物中无害生存。

现在,杜克大学的研究人员已经在该病毒的大约30,000个字母中识别出许多“沉默”突变。 一旦它取得了飞跃,就帮助它蓬勃发展,并有可能为全球大流行奠定了基础。细微的变化涉及病毒如何在人类细胞内折叠其RNA分子。

对于这项研究,于10月16日发表在该杂志上 同行,研究人员使用了 他们发展出了识别人类SARS-CoV-2基因组中的适应性变化的方法,但没有发现蝙蝠和穿山甲中紧密相关的冠状病毒的适应性变化。

研究的主要作者,杜克大学生物学家格雷格·雷(Greg Wray)实验室的博士后研究员亚历杭德罗·贝里奥(Alejandro Berrio)说:“我们正在努力找出导致这种病毒如此独特的原因。”

先前的研究在编码冠状病毒表面的“尖峰”蛋白的基因中检测到阳性选择的指纹,该蛋白在感染新细胞的能力中起关键作用。

这项新研究同样标记出改变了刺突蛋白的突变,这表明携带这些突变的病毒株更容易壮成长。但是,通过他们的方法,研究作者Berrio,Wray和DukePh.D。学生瓦莱丽·加特纳(Valerie Gartner)还发现了以前的研究未能发现的其他罪魁祸首。

研究人员报告说,SARS-CoV-2基因组另外两个区域的所谓的沉默突变,被称为Nsp4和Nsp16,似乎使病毒具有了比以前的菌株更强的生物学优势,而没有改变它们编码的蛋白质。

Berrio说,这种变化可能会影响病毒的遗传物质(由RNA构成)如何折叠成3D形状并在人体细胞内发挥功能,而不是影响蛋白质。

Berrio说,RNA结构的这些变化可能使人感染SARS-CoV-2病毒与其他冠状病毒不同。但是,它们可能已经促进了这种病毒在人们甚至不知道它传播之前的传播能力。这一关键差异使得当前局势比2003年SARS冠状病毒的爆发更加难以控制。

Berrio说,这项研究可能会导致治疗或预防COVID-19的新分子靶标。

“ Nsp4和Nsp16是在 感染了一个新人,”贝里奥说。“ 直到后来才表达出来。因此它们可以成为更好的治疗靶标,因为它们出现在病毒生命周期的早期。”

更普遍地说,科学家们希望通过查明使新的冠状病毒在人类宿主中壮成长的遗传变化,科学家希望能够更好地预测未来的人畜共患疾病暴发。

贝里奥说:“病毒在不断变异和发展。” “因此,可能会出现一种能够感染其他动物的冠状病毒新株,它也有可能像SARS-CoV-2一样传播给人们。我们需要能够识别它并做出努力,尽早遏制它。”

更多信息: Alejandro Berrio等人,SARS-CoV-2和其他冠状病毒基因组内的正向选择,独立于蛋白质功能的影响, 同行 (2020)。 DOI:10.7717 / peerj.10234

期刊信息: 同行

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