研究:酶切位點插入事件非獨有 新冠病毒源於自然重組

研究:酶切位點插入事件非獨有 新冠病毒源於自然重組

圖/IC photo

  【財新網】(實習記者 黃晏浩 記者 徐路易)新冠病毒又一項“特殊性”在自然界中找到了類似物。3月6日,一篇發表在bioRxiv預印本網站的論文稱,S蛋白兩個亞基S1和S2間的蛋白酶切位點有多個氨基酸插入,並非新冠病毒獨有,一種新的蝙蝠冠狀病毒RmYN02的S蛋白同樣存在類似插入。研究團隊認為,這一結果有力證明了類似插入可以自然發生,新冠病毒起源於蝙蝠和其他野生動物中存在病毒之間的多重自然重組。論文尚未經過同行評議。

  該論文題目為《一種新的蝙蝠冠狀病毒揭示了S蛋白S1/S2裂解位點的自然插入和新冠病毒可能的重組來源》,參與該項研究的機構包括中國科學院武漢病毒研究所、山東第一醫科大學、中國科學院西雙版納熱帶植物園、中國科學院北京生命科學研究所、中國科學院微生物研究所和悉尼大學等。研究認為,來自蝙蝠的冠狀病毒可能提供了新冠病毒的基因骨架,與蝙蝠或其他野生動物的進一步重組事件,則使它獲得了S蛋白、RBD和多鹼基剪切位點。

  S蛋白是一種膜融合蛋白,目前已知的多種RNA病毒感染入侵的第一步即是通過病毒的膜融合蛋白與靶細胞結合。新冠病毒S蛋白中的一段短序列“PRRA”,和其後的R鹼基構成了一個弗林(Furin)蛋白酶切位點“RRAR”。這種插入曾被認為是新冠病毒的重要變異,此前的SARS和類SARS病毒都不具備這個特性。

  研究團隊在一種來自雲南的蝙蝠病毒的S蛋白兩個亞基S1和S2的交界處,也發現了一段短序列“PAA”的插入。雖然它的“PAA”與新冠病毒的“PRRA”並不相同,但可以表明它們是一個獨立的插入事件。從蝙蝠病毒中找到這種插入,意味著它是自然起源的,而新冠病毒通過某種重組獲得了這個特性。1月23日,中國科學院武漢病毒研究所研究員石正麗團隊在bioRxiv預印版平臺上發表的研究表明,新冠病毒與雲南菊頭蝠中存在的RaTG13冠狀病毒一致性高達96%。因此,蝙蝠被認為很可能是新冠病毒的自然宿主。

  “RRAR”序列在2月2日被首次提及。來自南開大學、齊魯師範學院的研究者在中科院科技論文預印平臺 ChinaXiv發佈論文稱,他們在新冠病毒S蛋白S1與S2之間交界區的氨基酸序列中,無意發現了“RRAR”序列,該序列符合弗林(Furin)酶切位點的識別模式“RXXR”,這種變異有可能增強了新冠病毒的傳播能力。

  此前,由於“PRRA”酶切位點只在新冠病毒上發現,有人認為這可能有人工干預的因素。對此,上述bioRxiv論文的通訊作者之一、中國科學院西雙版納熱帶植物園副研究員Alice Catherine Hughes對財新記者表示,“人工干預沒有任何證據,這種病毒顯然(clearly)是從野生動物起源和進化而來的。”

  當記者追問,新冠病毒獨特的“PRRA”酶切位點是否可能來自於RmYN02的“PAA”時,她說,“有可能(It’s possible)。”

  這種雲南的蝙蝠病毒來自於2019年5月至10月研究團隊採集的樣本,他們從雲南勐臘縣的227只蝙蝠中獲得了302個樣本。經過宏基因組測序後,研究團隊初步篩選了11個在2019年5月6日至7月30日收集的馬來菊頭蝙糞便的有效樣本,經過進一步研究,最終得到了兩個蝙蝠冠狀病毒基因組序列,分別命名為RmYN01和RmYN02。其中,RmYN02與新冠病毒的一致性更高,因此選取它進行研究。

  研究結果表明,RmYN02與新冠病毒在全基因組中表現出93.3%的一致性,其中1ab基因上的一致性最高,達到了97.2%。不過,這並不意味著它與新冠病毒相似,反而在重要的受體結合域(RBD)上一致性很低,僅為61.3%。研究團隊同時發現,保守的二硫鍵在RmYN02中缺失,這可能減少它與ACE2的結合,甚至導致不結合,而SARS病毒和新冠病毒的細胞表面受體都是ACE2。Hughes表示,S蛋白是他們選擇RmYN02進行研究的原因。

  RmYN02與新冠病毒之間的關係並不比此前發現的一些冠狀病毒更密切。2月份,有不少研究將新冠病毒中間宿主指向穿山甲,管軼團隊與汕頭大學粵港新發傳染病聯合實驗室、廣西醫科大學胡豔玲課題組等在預印本網站bioRxiv上聯合發佈研究稱,雖然總體一致性約在85.5%-92.4%。但在受體結合域(RBD),新冠病毒與他們獲得的穿山甲冠狀病毒在氨基酸序列上的一致性高達97.4%。

  上述bioRxiv論文也分析了上述來自蝙蝠或穿山甲的病毒,最終得出結論:來自蝙蝠的冠狀病毒可能提供了新冠病毒的基因骨架,與蝙蝠或其他野生動物的進一步重組事件,則使它獲得了S蛋白、RBD和多鹼基剪切位點。

  3月7日,另一篇發表在bioRxiv的論文顯示,新冠病毒的S蛋白可能是通過複雜的進化過程獲得的,而不是突變積累。該研究由威特沃特斯蘭德大學領銜的研究團隊完成,其模型基於同源的蛋白質-蛋白質對接、結合能量評估以預測相互作用。

本文由樹木計劃支持,發佈於今日頭條平臺,未經允許,禁止轉載。

實時全面深入的疫情報道,請點擊下載財新App閱讀

更多對武漢肺炎疫情的相關報道:


分享到:


相關文章: