諾貝爾生理學或醫學獎得主梅達沃（P. B. Medawar）曾說，病毒“只是包裹在蛋白質中的一條壞消息”。新冠病毒的“壞消息”，由一條核糖核酸（RNA）分子寫成。在疫情爆發後不久，科學家們就迅速讀出了病毒基因組RNA的序列。然而，這條由大約30000個鹼基組成的“壞消息”並不簡單。對於其中攜帶的基因信息，我們可能剛開始讀出它有多麼複雜。
今日，《細胞》雜誌上線一篇最新研究論文，為我們詳細分析了新冠病毒的RNA，揭示出許多過去未知的特徵。這項研究的主要負責人之一是RNA生物學專家、韓國基礎科學研究所（IBS）的金娜蕊（KIM V. Narry）教授。
▲論文以“提前公開”的形式上線，以便讀者在排版和校對工作完成之前能儘快讀到其內容
新冠病毒在侵入細胞後，會複製自己的基因組RNA，然後產生許多較短的RNA分子，稱為“亞基因組RNA”。利用這些亞基因組RNA分子，細胞內生產出了病毒所需的各種蛋白，比如S蛋白、包膜蛋白等，從而裝配出更多的病毒顆粒。
根據先前一些研究的推測，組成新冠病毒顆粒的蛋白由10個亞基因組RNA編碼。在這篇論文中，研究人員對此進行了實驗驗證。結果表明，其中9個亞基因組RNA確實存在，並定位出了這些RNA片段在基因組RNA上的具體位置；但過去預測的第10個亞基因組RNA看來並不存在。
▲9個亞基因組RNA在基因組中的確切位置，以及與新冠病毒顆粒結構的對應關係（圖片來源：參考資料[1]；Credit：IBS）
除了9個典型的基因組產物外，研究人員發現，由於RNA分子會發生融合、缺失、移碼等事件，新冠病毒的基因組產物實際上要更多，存在數十個未知的亞基因組RNA。“這些分子事件可能導致冠狀病毒的相對快速進化，但還需要進一步研究。”金教授說道。
此外，研究人員在病毒RNA上發現了多種過去未知的化學修飾。與未修飾的RNA相比，化學修飾並不改變序列中的基本遺傳信息，但是，研究人員指出，它們有可能讓病毒具有一些新特徵。“目前還不清楚這些修飾起到什麼作用，但它們可能會幫助病毒避免宿主的攻擊。”研究人員猜測。因此，進一步弄清這些特徵，有望為對抗新冠病毒提供新的線索。
▲新冠病毒基因組(gRNA)和亞基因組RNA (S, 3a, E, M, 6, 7a, 7b, 8, N)的不同位置修飾程度不同，紅色箭頭所示為最常見的修飾位點（圖片來源：參考資料[1]；Credit：IBS）
值得一提的是，為了獲得詳細的病毒基因圖譜，這項研究採用了兩種測序技術：DNA 納米球測序和納米孔直接RNA測序。其中，納米孔RNA直接測序可以用來直接分析病毒的整條RNA分子，而不必像傳統的RNA測序方法那樣先把RNA分子切成短片段再轉化為DNA。與此同時，DNA納米球測序雖然只能讀取短片段，但具有分析大量序列的高精度優勢。研究人員介紹：“事實證明，這兩種技術分析病毒RNA具有很強的互補性。”
金娜蕊教授總結說：“我們不僅詳細研究了 新冠的結構，還發現了許多新的RNA產物和RNA上多種未知的化學修飾。這項工作提供的新冠病毒高分辨率圖譜，將有助於我們瞭解病毒如何複製，以及如何逃脫人類的防禦系統。”
伴隨著我們對新冠病毒的理解逐漸加深，我們期待更多科學研究為診斷和治療帶來好消息。
[1] Dongwan Kim et al., (2020) The architecture of SARS-CoV-2 transcriptome. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.011
[2] New coronavirus (SARS-CoV-2) mapped out. Retrieved Apr. 10, 2020, from https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000738/selectBoardArticle.do?nttId=18344
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