作者丨唐一塵
在當前的新冠病毒流行中，序列信息的快速共享代表了基因組流行病學的一個轉折點。
3月8日，預印本網站bioRxiv發表了澳大利亞墨爾本大學微生物和免疫學系的Lachlan Coin和Sebastian Duchene團隊及合作者的新論文。
研究人員提供了新冠病毒的第一個直接RNA序列，詳細介紹了該冠狀病毒亞基因組長度的mRNA結構，並描述了從共享數據中揭示的冠狀病毒進化遺傳學的各個方面。
（注意：預印本網站bioRxiv所有論文未經同行評議）
新冠病毒是一種冠狀病毒科陽性單鏈RNA病毒，與能感染哺乳動物和禽類宿主的乙型冠狀病毒相關，例如MERS冠狀病毒和SARS冠狀病毒。
研究人員描述了新冠病毒亞基因組長度mRNA的結構，系統發育方法能夠在疫情的早期階段對新冠病毒的進化率和時間尺度提供可靠的估計。
新冠病毒通過一個被稱為負鏈不連續延伸的機制，產生一套嵌套的聚腺苷酸亞基因組長度的mRNA轉錄本。
負鏈不連續延伸機制會產生不同長度的mRNA轉錄本。
不連續的轉錄機制重新定位了連續病毒開放閱讀框（ORF）上游的5 '前導序列（圖a）。
在分子生物學中，ORF從起始密碼子開始，是DNA序列中具有編碼蛋白質潛能的序列，結束於終止密碼子連續的鹼基序列。
亞基因組長度的mRNA有一個共同的5 '前導序列，與病毒基因組的5 ' 非翻譯區序列幾乎相同，基因組長度的RNA也具有mRNA功能。
不連續複製選擇RNA重組，可調節冠狀病毒的基因表達。
但RNA病毒的標準測序技術無法產生足夠的mRNA讀數。
為了確定新冠病毒亞基因組長度的mRNA的結構，研究人員使用了一種最近建立的基於高度平行納米孔陣列的直接RNA測序方法。
簡而言之，從具有高水平新冠病毒的培養材料中製備出核酸，並在GridION平臺上進行測序。
通過這種方法，新冠病毒樣本在40小時的測序中產生了680347個讀數，包含了860Mb的序列信息。
與培養的新冠病毒分離株的基因組一致，部分讀數屬於冠狀病毒序列（28.9%），包括分佈在29893個鹼基基因組中的367Mb序列。
其中一些的長度超過2萬個鹼基，研究人員還捕獲了單個分子上的大部分基因組。
總而言之，直接RNA測序提供了平均12230倍的新冠病毒基因組的覆蓋範圍，偏向聚腺苷酸3 '尾近端序列，這種傾斜反映了攜帶這些序列的亞基因組長度mRNA的丰度較高（圖b）。
除了新冠病毒基因組外，研究人員還觀察到8種主要的病毒mRNA（圖c）。
研究人員表示，除了5 ' 帽結構的甲基化和3 '聚腺苷酸的高效翻譯所需的病毒編碼序列，其他RNA修飾也可能在新冠病毒中發揮功能作用。
通過數據分析，他們確定了42個具有可預測的5-甲基胞嘧啶修飾的位點，這些位點在亞基因組長度的mRNA之間呈現一致的位置。
在其他陽性單鏈病毒中，RNA甲基化在感染過程中會發生動態變化，影響宿主—病原體相互作用和病毒複製。
一旦數據集可用於新冠病毒的直接RNA序列，研究人員可能會發現其他的修飾。
人們目前對冠狀病毒的表觀轉錄組修飾知之甚少。
綜上所述，研究人員認為，通過使用直接的RNA序列數據，有助對新冠病毒分子生物學的深入瞭解，並可能幫助構建病毒亞基因組長度mRNA結構的詳細視圖。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1101/2020.03.05.976167
閱讀更多 中國科學報 的文章
