《“沉默突变”可能使新冠病毒获进化优势》

  • 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:2020-11-11
  • 新冠病毒从野生动物“跃迁”至人类后为何变得如此难以遏制?美国杜克大学研究人员发现,新冠病毒基因组中发生的一些“沉默突变”可能起到了促进其传播的作用。

    新冠病毒表面的刺突蛋白在该病毒感染宿主细胞的过程中发挥着关键作用。先前研究发现,编码刺突蛋白的新冠病毒基因可能在人体中发生了有利于该病毒生存的突变。

    杜克大学研究人员近期在美国《同行评议科学杂志》上发表论文说,他们利用统计学方法分析了从人体内分离出的新冠病毒基因组发生的适应性改变,并且标记出其中一些能够改变刺突蛋白的突变,这些突变可能使病毒更易增殖。

    此外,研究人员在新冠病毒基因组两处区域发现一些“沉默突变”,这些突变虽然对其所编码的蛋白功能没有影响,但似乎使病毒具有比之前更强的生物学优势。研究人员解释说,这些“沉默突变”可能对新冠病毒遗传物质RNA(核糖核酸)折叠成三维形状并在人体细胞中发挥作用产生影响,进而增强病毒的传播能力。

    研究人员表示,上述发现或许可为防治新冠病毒感染提供新的靶标。了解新冠病毒基因在人体中发生的适应性改变,也有助预防将来可能暴发的人畜共患传染病。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/6780605.html
相关报告
  • 《精确定位赋予冠状病毒进化优势的“沉默”突变:RNA折叠可能有助于解释冠状病毒如何在从野生动物扩散到人类之后变得如此难以阻止》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2020-10-22
    • 我们知道,造成COVID-19危机的冠状病毒在跨越物种屏障、传播给人类之前,曾在蝙蝠和其他野生动物体内无害地存活。 如今,杜克大学(Duke University)的研究人员在该病毒约3万个字母的遗传密码中发现了一些“无声”突变,正是这些突变帮助该病毒实现了飞跃,并可能为这场全球大流行奠定了基础。这种微妙的变化涉及到病毒如何在人类细胞内折叠其RNA分子。 在10月16日发表在PeerJ杂志上的这项研究中,研究人员使用了他们开发的统计方法来识别人类SARS-CoV-2基因组中出现的适应性变化,但在蝙蝠和穿山甲中发现的与之密切相关的冠状病毒中却没有发现。 杜克大学生物学家格雷格·雷实验室的博士后助理亚历杭德罗·贝里奥说:“我们试图找出这种病毒如此独特的原因。” 先前的研究发现,冠状病毒表面编码“刺突”蛋白的基因中存在阳性选择的指纹,这种基因在病毒感染新细胞的能力中起着关键作用。 这项新的研究同样标记了改变尖峰蛋白的突变,表明携带这些突变的病毒株更有可能茁壮成长。但通过他们的方法,研究作者Berrio、Wray和杜克大学博士生Valerie Gartner还发现了之前研究未能发现的其他罪魁祸首。 研究人员报告说,在SARS-CoV-2基因组的另外两个区域(称为Nsp4和Nsp16)发生了所谓的沉默突变,这似乎使该病毒在不改变其编码蛋白质的情况下,比以前的病毒株具有了生物学上的优势。 贝里奥说,这种变化不会影响蛋白质,而是可能影响病毒的遗传物质(由RNA构成)如何在人体细胞内折叠成3-D形状并发挥作用。 Berrio说,RNA结构的这些变化是如何将人类的SARS-CoV-2病毒与其他冠状病毒区分开来的,目前还不清楚。但它们可能导致了病毒在人们还没有意识到自己感染了它之前就传播开来——这是一个至关重要的区别,使得目前的形势比2003年SARS冠状病毒爆发时更难控制。 Berrio说,这项研究可能为治疗或预防COVID-19带来新的分子靶点。 贝里奥说:“Nsp4和Nsp16是病毒感染一个新人时最先产生的RNA分子。”“刺突蛋白直到后来才表达出来。所以他们可以找到更好的治疗靶点,因为它们出现在病毒生命周期的早期。” 更广泛地说,科学家们希望通过精确定位使新型冠状病毒在人类宿主中茁壮成长的基因变化,在未来人畜共患疾病爆发之前更好地预测它们。 贝里奥说:“病毒在不断地变异和进化。“因此,一种能够感染其他动物的新型冠状病毒可能会出现,并有可能像SARS-CoV-2那样传播给人类。”我们需要能够识别它,并尽早努力控制它。”
  • 《D614G突变是否会使新冠病毒更危险》

    • 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:2020-08-20
    • 新冠疫情在全球蔓延之际,马来西亚卫生部总监努尔·希沙姆日前在社交媒体上发文说,该国最近从分属两起聚集性感染的4名患者体内分离到携带D614G突变的新冠病毒毒株,并称发生这一突变的毒株“具有10倍的传染性”。 对于变异毒株传播范围的扩大,公众担忧的是,携带这种名为D614G突变的新冠病毒毒株是否更危险?是否会影响新冠疫苗研发? 新冠病毒属于RNA(核糖核酸)病毒,变异相对较快。英国伦敦大学学院研究人员5月初在《感染、遗传学与进化》杂志上报告说,他们已确认了新冠病毒基因组中198个曾重复发生的变异,这些新冠病毒共享的同一祖先来自2019年年底。 实际上D614G并不是一个新突变,在疫情初期就已获分离鉴定。世界卫生组织新冠病毒技术负责人玛丽亚·范克尔克霍夫7月初通报说,早在今年2月份,发生这种突变的毒株就已被鉴定出来,当时它主要在欧洲和美洲传播。 美国《科学·转化医学》杂志网站5月发表的一篇评论文章介绍说,D614G突变意味着新冠病毒刺突蛋白上的第614位氨基酸由天冬氨酸(D)变成了甘氨酸(G)。甘氨酸是一种非极性氨基酸,而天冬氨酸拥有一个带电荷的极性侧链,考虑到两种氨基酸基本性质的差异,D614G突变不太可能是一个“沉默的突变”,而被认为具有显着生物学意义。 这种生物学意义如何体现?是否意味着更强的致病性和传染性?科学家对此看法不一。《国际传染病杂志》5月刊登的一项研究中,研究人员分析了包含4000多个病毒基因组的新冠病毒“系统进化树”后发现,感染发生D614G突变的毒株可能与更高的病亡率相关。研究人员观察到,那些可能在欧洲人群中引发了致命感染的新冠病毒毒株特征之一就是携带D614G突变。但研究人员也强调,这项研究缺乏实验证据,仅是对有限数据的分析。 在另一项美国《细胞》杂志7月初在线发表的研究中,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构研究人员报告说,携带D614G突变的毒株已成为全球新冠大流行中最普遍的毒株之一,从国家、区域、城市等不同地理范围来看,与不携带D614G突变毒株相比,携带该变异的毒株感染比例都呈周期性增长模式,表明D614G变异在适应性上更具优势。研究还发现,感染携带D614G变异的毒株后上呼吸道病毒载量会增高,但不增加疾病严重程度。 范克尔克霍夫也强调,截至目前,尚无证据表明携带D614G突变的毒株会导致更严重疾病。科研界普遍认为,还需更多研究才能判断D614G突变是否会对新冠病毒传播速度及致病性产生显着影响。 综合已有的多项研究结果来看,有专家认为,D614G突变也不太可能对在研新冠疫苗的功效产生太大影响。大部分在研新冠疫苗都以新冠病毒刺突蛋白的受体结合域(RBD)为靶点,通过表达刺突蛋白RBD诱导人体免疫系统产生能结合新冠病毒的中和抗体,从而实现预防感染的目标。而D614G突变不在刺突蛋白RBD内,因此不太可能影响表达RBD的疫苗诱导人体免疫反应的能力。