《Nature最新文章称冠状病毒的动物来源之谜加深》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-03-02
  • 2月26日,Nature期刊上发表了题为“Mystery deepens over animal source of coronavirus”的一篇新闻文章,称冠状病毒的动物来源之谜加深。
    随着病毒正在世界各地造成严重破坏,科学家们正在竞相确定冠状病毒的来源。三周前,中国科学家根据基因分析将穿山甲指向首要嫌疑来源。但连同上周公布的另外三项穿山甲冠状病毒基因组研究数据,尚未找到确凿的证据,谜团远未解开。
    沟通错误
    广州华南农业大学的研究人员在2月7日的一次新闻发布会上称穿山甲是可疑的动物来源,称他们在走私穿山甲中发现了一种冠状病毒,与人体内传播的病毒有99%的基因匹配。但结果并没有真正涉及到整个基因组。据研究的作者称,事实上,是与一个称为受体结合域(RBD)的特定位点相似。作为合著者的肖丽华解释说,记者发布会的报道是“生物信息学组和研究实验室组之间令人尴尬的沟通错误”的结果。而实际全基因组比较发现,穿山甲病毒和人类病毒共有90.3%的DNA。新加坡国立大学杜克医学院病毒学家Linfa Wang说,即使这两种病毒的RBD有99%的相似性,但不足以将它们联系起来。
    离得不够近
    上周在bioRxiv上发布了三个类似的对比研究。2月18日发表的一篇论文发现,来自非法贩运的穿山甲的冰冻细胞样本中的冠状病毒与人体中发现的病毒的DNA相似比例在85.5%至92.4%之间。2月20日发表的另外两篇来自中国团体的论文中,走私穿山甲的冠状病毒基因相似性分别为90.23%3和91.02%4。
    加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学Arinjay Banerjee说,在确定宿主之前,基因相似性应该高于这些研究中报告的数值。他指出,SARS病毒与一种果子狸冠状病毒共有99.8%的基因组,因此果子狸被认为是病毒的来源。那么在这些研究中,表明穿山甲并不是罪魁祸首。
    主要区别
    迄今为止,中国科学院武汉病毒研究所石正丽团队在中国云南省的一只蝙蝠身上发现的病毒与人类冠状病毒最接近,这项2月3日在nature上发表的研究发现,蝙蝠冠状病毒与引起COVID-19的病毒有96%的遗传物质相似。研究人员说这种特殊的蝙蝠冠状病毒并没有直接感染人类,但可能是通过中间宿主传播给人类的。
    有科学家提出质疑,认为如果穿山甲是病毒的来源,而且它们走私并来自另一个国家,为什么没有报告说在那个国家有人被感染?一些科学家也担心,所有关于穿山甲来源的猜测可能会驱使人们杀死它们。例如非典爆发后,果子狸大批死亡。疫情爆发的问题不是动物,而是我们与它们的接触。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/d41586-020-00548-w
相关报告
  • 《Nature:揭示人类冠状病毒进入宿主细胞之谜》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-10-30
    • 在一项新的研究中,来自荷兰乌特勒支大学的研究人员发现了冠状病毒刺突蛋白被激活后进入宿主细胞的复杂机制。他们利用功能强大的显微镜和计算机模拟,揭示了一种微小的糖分子---称为唾液酸聚糖(sialoglycan)---如何与人类冠状病毒刺突蛋白结合,并触发入侵宿主细胞所需的成分暴露。这些发现从根本上揭示了冠状病毒逃避宿主免疫系统并引发感染的复杂机制。相关研究结果于2023年10月4日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Sialoglycan binding triggers spike opening in a human coronavirus”。 冠状病毒刺突蛋白在病毒附着和进入我们的细胞中起着至关重要的作用。深入了解这些蛋白非常重要,因为它们是物种间传播的关键因素,也是中和抗体的主要靶标。 为了侵入宿主细胞并传递病毒基因组,冠状病毒刺突蛋白必须从封闭状态切换到开放状态。这就暴露了它的一个受体结合结构域,然后它就抓住了进入宿主细胞所需的蛋白受体。对于最臭名昭著的冠状病毒,即导致 SARS、MERS 和 COVID-19 的冠状病毒,刺突蛋白可以在这两种状态之间自由切换。然而,其他人类和动物冠状病毒的刺突蛋白只能在封闭状态下被观察到。 这使人们想到,大多数冠状病毒刺突蛋白可能不会在两种状态之间随意切换,而是可能有特定的生物线索触发它们开放。论文共同通讯作者、乌特勒支大学兽医学院病毒学系的Daniel Hurdiss说,“冠状病毒的附着可能比目前所了解的更为复杂。” 为了研究这个长期存在的难题,Hurdiss和另一名论文共同通讯作者、乌特勒支大学兽医学院病毒学系的Raoul de Groot重点研究了人类冠状病毒HKU1的刺突蛋白。据估计,四种常见的感冒冠状病毒(HKU1、OC43、NL63 和 229E)共同导致每年 15% 至 30% 的呼吸道感染。 以前的研究已表明HKU1刺突蛋白主要依赖于与特定糖分子的结合,但其原因仍然不明。在这项新的研究中,这些作者发现这种糖分子结合会诱导刺突蛋白进入开放状态,并暴露出它的受体结合结构域,这是后续的细胞进入步骤所必需的。因此,他们发现了一种迄今为止科学界尚不知晓的生物分子机制。 Hurdiss 说,“这是一种微调的糖分子开关。从这些病毒的角度来看,这是一种巧妙的方法,可以将自己的致命弱点---受体结合结构域---隐藏起来,直到最合适的时机出现。我们的发现为冠状病毒的附着描绘了一幅更为复杂的图景,两种受体的使用有可能成为它们的免疫逃逸的一种手段。” 一连串构象变化 论文第一作者、乌得勒支大学理学院的Matti Pronker就像把电影胶片从一个个画面拼接起来一样,对HKU1刺突蛋白的每种构象进行建模,并推断出这种糖分子结合诱发的一系列事件。他们与乌特勒支大学兽医系的Robert Creutznacher和Biognos AB公司的计算化学家Martin Frank合作,解释了一个微小的糖分子如何在这种相对巨大的大分子复合物中引起一连串的构象变化。 Pronker 说,“这就像蝴蝶效应。”De Groot说,“看到由糖分子结合引起的微小和局部构象变化如何引发更大的结构域运动并最终导致刺突蛋白进入开放状态,这很有意思。多年来对冠状病毒与糖分子相互作用的研究在这项新的研究中达到了顶峰。” “我们的研究结果表明,冠状病毒可能依赖于多种受体的使用,与基于糖或蛋白质的启动受体(priming receptor)结合作为激活刺突蛋白以完成后续的细胞附着和进入步骤的生物线索。我们将继续研究冠状病毒如何与宿主细胞结合并进入宿主细胞。这类研究对于了解病毒-宿主相互作用、人畜共患病的传播以及开发有效的对策都非常重要。” 参考资料: 1. Matti F. Pronker et al. Sialoglycan binding triggers spike opening in a human coronavirus. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06599-z. 2. Revealing the ‘sweet secrets’ of coronavirus cell entry https://www.uu.nl/en/news/revealing-the-sweet-secrets-of-coronavirus-cell-entry
  • 《动物模型在抗击冠状病毒中的作用》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-03-17
    • Nature发表名为“How monkeys, mice and ferrets are helping scientists to fight coronavirus”新闻稿,旨在阐述动物模型在抗击冠状病毒中的作用。文章称多个动物模型机构正争分夺秒的生产试验动物,以助力科研人员研究病毒以及药物和疫苗研发。 中国科研小组最先证明,猕猴和小鼠体内含有ACE2基因,可用于COVID-19的研究;澳大利亚吉朗动物健康实验室称雪貂易感染SARS-CoV-2,又由于雪貂的肺部生理结构与人类相似,因此可用于研究COVID-19在人体内的传播方式;中国科学院武汉病毒研究所发现,猕猴会出现与轻度患有COVID-19人群相似的症状。 此外,在等待人源化hACE2小鼠的同时,多个实验室正在开展实验:密苏里州圣路易斯华盛顿大学病毒免疫学家Michael Diamond期望利用CRISPR基因编辑技术来鉴定小鼠易感和抗感染基因;Diamond团队也正在开发其他小鼠模型;中国一研究小组已拥有人源化hACE2 小鼠,经冠状病毒感染后,出现轻度的症状;研究人员还检测到了被感染小鼠的免疫反应;同时,研究团队发现了几种药物可减缓病毒的复制。