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大流行冠狀病毒的進化概述了從動物到人類的路徑

2020-06-03 23:20上一篇:在火星隕石中發(fā)現(xiàn)了40億年前的含氮有機分子 |下一篇:科學(xué)家以魷魚般的透明性改造人體細胞

冠狀病毒插圖  圖片來源:?Antonio Rodriguez / stock.adobe.com
冠狀病毒例證(儲蓄圖象)。
圖片來源:©Antonio Rodriguez / stock.adobe.com
 
 

一個研究SARS-CoV-2(引起COVID-19大流行的病毒)起源的科學(xué)家團隊發(fā)現(xiàn),它特別適合通過變身從動物跳入人類,因為它具有感染人類細胞的能力。 。

來自杜克大學(xué),洛斯阿拉莫斯國家實驗室,得克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校和紐約大學(xué)的研究人員進行了基因分析,證實該病毒的最接近親緣是感染蝙蝠的冠狀病毒。但是,這種病毒感染人類的??能力是通過與冠狀病毒交換關(guān)鍵基因片段而獲得的,該冠狀病毒感染了一種被稱為穿山甲的鱗狀哺乳動物,這使得該病毒可以感染人類。

研究人員報告說,這種物種之間的跳躍是由于病毒通過改變其遺傳物質(zhì)而與宿主細胞結(jié)合的能力的結(jié)果。以此類推,好像病毒重新改造了使其能夠解鎖宿主細胞門的鑰匙(在本例中是人類細胞)。對于SARS-CoV-2,“關(guān)鍵”是在病毒表面發(fā)現(xiàn)的刺突蛋白。冠狀病毒使用這種蛋白質(zhì)附著在細胞上并感染它們。

“非常類似于最初的SARS,它從蝙蝠跳到了居中,或者是MERS,從蝙蝠到單峰駱駝,再到了人類,這種大流行冠狀病毒的祖先經(jīng)歷了遺傳物質(zhì)的進化變化,最終使其能夠感染人類,杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院傳染病學(xué)系醫(yī)學(xué)教授,醫(yī)學(xué)教授馮高說,該研究的相應(yīng)作者于5月29日在線發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上

高和同事說,追蹤該病毒的進化途徑將有助于阻止該病毒引起的未來大流行,并可能指導(dǎo)疫苗研究。

研究人員發(fā)現(xiàn),典型的穿山甲冠狀病毒與SARS-CoV-2完全不同,以至于它們無法直接引起人類大流行。

但是,它們確實含有受體結(jié)合位點-這是與細胞膜結(jié)合所必需的刺突蛋白的一部分-對人類感染很重要。該結(jié)合位點使得可以附著在人呼吸和腸上皮細胞,內(nèi)皮細胞和腎細胞等上豐富的細胞表面蛋白上。

盡管蝙蝠中的病毒祖先是與SARS-CoV-2關(guān)系最密切的冠狀病毒,但其結(jié)合位點卻非常不同,僅靠自身不能有效感染人細胞。

SARS-CoV-2似乎是蝙蝠和穿山甲病毒之間的雜種,以獲得人類感染所需的“關(guān)鍵”必要受體結(jié)合位點。

“在感染人類,蝙蝠和穿山甲的不同冠狀病毒中,該病毒的某些區(qū)域的氨基酸序列具有非常高的相似性,這表明這些病毒處于相似的宿主選擇之下,可能成為SARS-CoV-2的祖先能夠輕松地從這些動物跳到人類。”杜克大學(xué)的主要合著者李曉軍說。

研究的共同主要作者說:“人們已經(jīng)研究了我們在本文中討論的穿山甲中提取的冠狀病毒序列,但是,科學(xué)界對它們是否在SARS-CoV-2的進化中發(fā)揮作用仍存在分歧。”洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學(xué)家Elena Giorgi。

Giorgi說:“在我們的研究中,我們證明了SARS-CoV-2確實具有豐富的進化史,包括蝙蝠和穿山甲冠狀病毒之間遺傳物質(zhì)的改組。

除Gao,Li和Giorgi外,研究作者還包括Manukamar Honnayakanahalli Marichannegowda,Brian Foley,Chuan Xiao,Xiang-Peng Kong,Yu Chen,S。Gnanakaran和Bette Korber。


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