近日,山東第一醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合多個研究所在預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv上在線發(fā)表研究論文“A novel bat coronavirus reveals natural insertions at the S1/S2 1 cleavage site of the Spike protein and a possible recombinant 2 origin of HCoV-19”,,探討了新型冠狀病毒HCoV-19在自然界可能的重組機制,。 冠狀病毒是一類常見的呼吸道傳染病原,主要侵犯動物和人體的下呼吸道,、胃腸道等,。冠狀病毒其實一直離我們很近,許多感冒都是由于冠狀病毒引起的,,只是許多時候由于毒力,、致病性較弱,,往往被我們忽視。1960年代就從感冒患者臨床樣本中鑒定出兩種冠狀病毒HCoV-229E,、HCoV-OC43,,致病力較弱。近年來,,2003年爆發(fā)的非典被證明是由冠狀病毒SARS-CoV引起的,,該病毒由于其致病性和傳染性造成巨大的損失。2004年發(fā)現(xiàn)了HCoV-NL63,,2005年又發(fā)現(xiàn)了HCoV-HKU1,,這兩種冠狀病毒的傳染性也相對較弱。2012年又爆發(fā)了嚴重的中東呼吸綜合征,,導(dǎo)致該病的病毒MERS-CoV也具有很強的傳染性,。在2020年肺炎疫情的發(fā)生也是由冠狀病毒HCoV-19引起的,全球再次面臨重大挑戰(zhàn),。 之前的研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠冠狀病毒RaTG13與HCoV-19具有高度相似性,,因此推測蝙蝠可能是病毒的原始宿主。后來研究又發(fā)現(xiàn)穿山甲中分離的病毒與新冠病毒也具有相似性,,推測穿山甲可能是中間宿主,。盡管目前還沒有明晰的答案,但卻表明野生動物中的毒株直接造成了HCoV-19的產(chǎn)生,。 研究者們在云南省勐臘縣從蝙蝠身上采集了302個樣本,,這些蝙蝠屬于20個不同的種,采樣涉及多個組織部位,。根據(jù)DNA條形碼,,將這些樣本進行了合并。利用下一代測序技術(shù)進行宏基因組測定,,其中兩條基因組RmYN01,、RmYN02,RmYN01與HCoV-19的一致性79.7% ,,而RmYN02可達到93.3%,,略低于參考序列RaTG13,在多數(shù)區(qū)段基本相似,,但在S基因RBD結(jié)構(gòu)域差別較大,,遠低于穿山甲分離株MP789、蝙蝠分離株RaTG13,。 S蛋白三維結(jié)構(gòu)測定已揭示了HCoV-19的晶體結(jié)構(gòu)和受體結(jié)合機制。通過同源建模發(fā)現(xiàn),,RmYN02 RBD區(qū)的氨基酸缺失導(dǎo)致在受體結(jié)合區(qū)附近形成兩個環(huán),,更重要的是在多個近緣冠狀病毒中高度保守的二硫鍵在RmYN02中缺失,,推測這些缺失會導(dǎo)致構(gòu)象變化,進而影響RBD與ACE2結(jié)合,。RBD區(qū)的6個氨基酸(L455, F486, Q493, S494, N501, Y505)被認為是決定ACE2結(jié)合的主要因素,,MP789在這6個位置與HCoV-19完全一致,RaTG13,、RmYN02,、RmYN0則僅具有一個相同氨基酸,這反映了重組與自然選擇綜合的進化結(jié)果,。 CoV的S蛋白在功能上被分割成兩個亞單位,,S1、S2類似于禽流感病毒的血凝素,,在血凝素切割位點插入多聚堿性氨基酸通常意味著致病性的增強,,而SARS-CoV-2就在S1、S2連接處存在4個氨基酸的插入,,這正是新冠病毒區(qū)別于其他冠狀病毒之處,。而在RmYN02中也存在3個氨基酸插入,盡管插入的殘基不同,,是獨立的插入事件,,出現(xiàn)在蝙蝠中表明它們是自然起源的,通過重組獲得的,。因此高度可信的表明HCoV-19是人畜共患病的自然起源,。 接著通過系統(tǒng)發(fā)育樹分析,發(fā)現(xiàn)穿山甲冠狀病毒形成了兩個亞型,,來自不同取樣地,,但是它們?nèi)绾潍@取病毒還有待進一步研究。在這些基因組中RmYN02與HCoV-19最近緣,,盡管仍有一定差距,。單獨考慮S基因或RBD,則RaTG13,、MP789更接近,。通過高通量測序證實了RmYN02與參考序列來自的蝙蝠宿主一致,這些蝙蝠很可能住在同一個洞穴中,,促進病毒之間交換與重組的發(fā)生,。 該研究表明不同蝙蝠冠狀病毒之間的重組交換可能是產(chǎn)生HCoV-192的直接原因,有力推翻了“人造病毒”的謠言,,但有待實驗進一步證實,。 |
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