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蝙蝠冠状病毒显著的遗传多样性

已有 978 次阅读 2021-6-19 09:12 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦

蝙蝠冠状病毒显著的遗传多样性

所有人类病毒包括一年多以来在全球大流行的SARS-CoV-2(新冠病毒),都是其他动物外溢(spillovers来。

SARS-CoV-2大流行的一年多时间里,全球各地的研究人员已对数以万计的新冠病毒流行株进行了基因测序。近期史卫峰中外研究人员在《Cell》杂志上联合发表了一篇研究论文,对在中国云南省一个小地区收集的411蝙蝠样本进行研究发现了多株与SARS-CoV-2和SARS-CoV高度相关的病毒(见参考文献1)。此类研究证明蝙蝠冠状病毒在本地范围内具有显著的遗传多样性

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图:冠状病毒不同变异株的系统进化关系树。

2019年5月至2020年11月在云南省某小区域主要从马蹄蝠horseshoe bats采集的粪便样本、口腔拭子和尿液样本进行RNA测序分析。结果显示有9种新型β冠状病毒17种α冠状病毒β冠状病毒4种SARS-CoV-2有关,3种SARS-CoV有关。来自菊头蝠喜马拉雅亚种Rhinolophus affinis的病毒RaTG13与SARS-CoV-2的整体基因组同源性最高,96.10%。除突基因外,小菊头蝠Rhinolophus pusillus病毒RpYN06在大部分基因组中与SARS-CoV-2的亲缘关系最近。其他三种SARS-CoV-2相关冠状病毒携带一种遗传上不同的刺突基因,该基因在体外可微弱地结合到hACE2受体。基因组不同区域存在序列高度同一的可识别片段说明曾发生频繁的重组事件

虽然在这项研究中发现的所有病毒以及之前发现的RmYN01和RmYN02病毒都是在云南省1100公顷的部分地区发现的,但生态模拟的结果显示,许多种菊头蝠rhinolophid都存在于东南亚和中国南方的大部分地区。许多其他蝙蝠物种和其他野生动物居住在这一地区,其中许多可以感染SARS-CoV-2。因此,需要收集更多的野生动物样本来追踪病毒对人类的潜在溢出历史

来自中国广东穿山甲Pangolin)中获得的冠状病毒受体结合域(RBD)的6个关键残基上具有相同的氨基酸,这是与人类ACE2结合所必需的。从日本的一只蝙蝠 (R.cornutus)中分离出一种与SARS-CoV-2关系远的冠状病毒,来自柬埔寨的两种病毒的基因组与SARS-CoV-2具有92.6%的同源性,并且在RBD中共享6个关键氨基酸中的5个。来自马来亚蝙蝠R. malayanus)的冠状病毒RmYN02是长 ORF1ab 开放阅读框中与 SARS-CoV-2 最接近的亲属,并且在刺突基因的 S1/S2 切割位点包含类似的核苷酸插入来自泰国的一种蝙蝠冠状病毒与RmYN02密切相关。这些观察表明,来自亚洲相当范围蝙蝠都携带有与SARS-CoV-2亲缘关系相近的冠状病毒

这些发现表明,尽管SARS-CoV-2直接进化祖先仍然不清楚亚洲很大一部分地区可能是SARS-CoV-2的直接祖先的来源地特别值得注意和耐人寻味的是,艾滋病毒(HIV)/艾滋病是1981年在美国洛杉矶首次被发现的,但后续多年的溯源研究证明,该病毒1920年左右从非洲黑猩猩传染给了人类。

参考文献:

Zhou, H.,et al.,Identification of novel bat coronaviruses sheds light on the evolutionary origins of SARS-CoV-2 and related viruses, Cell (2021),

https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0092-8674%2821%2900709-1

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1 王庆浩

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