《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
  • 《Nature头条:日本和柬埔寨发现与新冠密切相关的冠状病毒!》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-12-02
    • 再过一个月,就是新冠大流行暴发一周年了。截止到今天,全球已有58425681人感染,已有1385218人因新冠肺炎死亡。 病毒的源头虽然还未查明,但溯源工作一直在进行着。 北京时间11月24日,《Nature》头条新闻发布关于新冠病毒溯源工作的最新消息。 柬埔寨的一个研究团队在一个冷藏箱里的蝙蝠中发现了一种与SARS-CoV-2(新冠病毒)密切相关的冠状病毒。与此同时,日本的一个研究团队报告称,他们也在冷冻的蝙蝠粪便中发现了另一种密切相关的冠状病毒。 上述两种病毒是在中国以外发现的首个已知的新冠病毒近亲,这为世界卫生组织在亚洲各地寻找新冠大流行的动物来源提供了支持。强有力的证据表明,新冠病毒起源于蝙蝠,但它是直接从蝙蝠跨种传播给人类,还是通过中间宿主传播的,仍然是个谜。 2010年在柬埔寨北部捕获的两只shameli菊头蝠(Rhinolophus shameli)中发现了这种病毒。该病毒的基因组还没有完成测序,这项发现也没有被发表,因此很难确定它对大流行的全部意义。 柬埔寨巴斯德研究所的病毒学家Veasna Duong说,如果这种病毒与导致大流行的新冠病毒有非常密切的联系,甚至是它的祖先,那么它可以提供关于新冠病毒如何从蝙蝠传给人类的重要信息,并有助于寻找大流行的源头。Duong领导了柬埔寨的样本搜索,并于11月初提交给《Nature》杂志。研究人员说,要提供这样的见解,该病毒必须与新冠病毒共享97%以上的基因组。 法国巴斯德研究所的病毒学家Etienne Simon Loriere说,但这种新病毒的关系可能更为疏远,在这种情况下,对它的研究将有助于科学家们更多地了解冠状病毒家族的多样性。他计划对病毒进行测序,然后将其公开分享。 日本研究团队曾在2013年捕获的一只角菊头蝠(Rhinolophus cornutus)中发现的另一种病毒Rc-o319就是这种情况。澳大利亚悉尼大学的病毒学家Edward Holmes说,根据11月2日发表的一篇论文,这种病毒与新冠病毒只有81%的共享基因组,这使我们很难深入了解大流行的起源。 越南野生动物保护协会的进化生物学家Alice Latine说,无论柬埔寨的研究团队发现的是什么,这两项新发现都令人兴奋,因为它们证实了与新冠病毒密切相关的病毒在角菊头蝠中也相对常见,甚至在中国境外发现的蝙蝠中也是如此。世卫组织看过柬埔寨研究团队的一些分析,但没有参与调查。 Duong说:“这就是我们要找的。这既令人兴奋又令人惊讶。” 大流行的起源 浙江大学爱丁堡大学联合学院传染病专家Aaron Irving说:“这些发现还表明,其他尚未被发现的与新冠病毒有亲缘关系的病毒可能会被储存在实验室的冰箱里。他计划对储存的蝙蝠和其他哺乳动物样本进行新冠病毒抗体检测。 东京大学的病毒学家Shin Murakami说:“我没想到会找到新冠病毒的近亲。”Murakami是在新冠大流行之后决定重新检测冷冻动物样本中病毒的研究团队成员。 只有少数已知的冠状病毒与新冠病毒密切相关,包括已知最接近的RaTG13。它于2013年在中国云南的中华菊头蝠(Rhinolophus affinis)中发现,该研究于今年早些时候已经发表。在2015年至2019年间捕获的其他角菊头蝠和穿山甲中也发现了其他几种冠状病毒。科学家现在知道这些病毒与新冠病毒密切相关。 参与柬埔寨研究团队的美国加州大学戴维斯分校健康研究所副所长Tracey Goldstein说:“新冠病毒可能不是一种突然冒出来的全新病毒。这组病毒在我们2019年意识到它们之前可能就已经存在了。” Latinne说,这些发现证实了角菊头蝠是这些病毒的宿主。 柬埔寨的病毒 作为美国政府资助的“PREDICT”项目的一部分,Duong的团队在柬埔寨捕获了Shamel菊头蝠。PREDICT项目对世界各地的野生动物进行了数十年的跟踪调查,以寻找可能引发大流行的病毒,但于今年早些时候被特朗普政府终止。今年4月,美国国际开发署向该项目追加了300万美元,并延长了6个月,以在老挝、马来西亚、尼泊尔、泰国、越南和柬埔寨的实验室冰箱中寻找动物样本(主要是蝙蝠、穿山甲和其他动物)中发现新冠病毒的证据。这些调查的完整报告预计将在未来几周公布。 Duong说,对新蝙蝠病毒的一个短片段(324个碱基对)的初步基因组测序显示,它与新冠病毒和RaTG-13的的同一区域相似,表明这三个病毒是密切相关的。 Latinne说,这个区域在冠状病毒中高度保守,经常被用来快速识别病毒是新的还是已知的。但目前还不清楚究竟是RaTG-13病毒还是新病毒与新冠病毒的关系更为密切。 同样在柬埔寨巴斯德研究所工作的病毒学家Vibol Hul说,很难用这么小的片段来说明,大多数已知冠状病毒的基因组包含约3万个碱基对。Hul曾于2010年在一个洞穴的入口处捕获过Shamel菊头蝠。 柬埔寨巴斯德研究所的病毒学家Erik Karlsson表示,在另一项分析中,他们使用当地可用的技术对新病毒基因组的约70%进行了测序。该序列缺少有关病毒关键部分的信息,例如编码冠状病毒通常用于进入细胞的刺突蛋白(S蛋白)的基因。Duong说,对该部分进行测序将表明该病毒是否可以感染人类细胞。 Irving说,新病毒必须与新冠病毒至少有99%的相似度,才能成为当前大流行病毒的直接祖先。RaTG13和新冠病毒的基因组仅有4%的差异,表明它们拥有共同的祖先,但这种差异也代表了40至70年的进化过程。虽然相隔数十年,但这两种病毒非常相似,可以使用相同的受体进入细胞。细胞研究表明,RaTG13可以感染人类。 另一个近亲 Duong说,在已知与新冠病毒相关的冠状病毒中,新发现的Rc-o319似乎是关系最远的。 在细胞研究中,日本研究团队发现这种病毒不能与新冠病毒用来进入人体细胞的受体结合,这表明它不容易感染人。 Shin说,他的同事今年早些时候在日本捕获了更多的蝙蝠,并计划对它们进行冠状病毒检测。今年10月的时候,Hul回到柬埔寨北部的洞穴去捕捉更多的蝙蝠。 Holmes说:“生活在该地区的角菊头蝠种群中可能存在更多与新冠病毒相关的冠状病毒。希望其中一个或多个与新冠病毒密切相关,我们可以将其视为真正的祖先。”    (来源:中国生物技术网) 原文出处:Smriti Mallapaty. Coronaviruses closely related to the pandemic virus discovered in Japan and Cambodia[J].Nature. 23 NOVEMBER 2020. 链接:https://www.nature.com/articles/d41586-020-03217-0