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新冠病毒精確完整基因注釋圖譜完成

確認蛋白質編碼基因 分析變異毒株突變

2021年05月12日 09:55  |  來源:科技日報
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科技日報北京5月11日電 (記者 劉霞) 美國麻省理工學院的科學家在11日出版的《自然·通訊》雜志撰文稱,在進行了廣泛的比較基因組學研究之后,他們繪制出了新冠病毒迄今最精確完整的基因注釋圖譜,確認了幾種蛋白質編碼基因,也發現有些基因并不編碼任何蛋白質。此外,他們還分析了新冠病毒不同毒株產生的近2000個突變,從而能更好地評估這些突變的重要性。

新冠病毒的基因組由近30000個RNA堿基組成。此前科學家已經根據與相關病毒中蛋白質編碼基因的相似性,確定了一些能編碼蛋白質的基因。他們認為,另外還有些基因能編碼蛋白質,但它們并沒有明確歸類為蛋白質編碼基因。

為確定這些蛋白質編碼基因,計算機科學和人工智能實驗室的瑪諾里斯·克里斯教授領導的實驗團隊利用自己開發出的計算技術,對新冠病毒、薩斯病毒和42株蝙蝠沙貝病毒亞屬進行了分析。這一技術的基本原理是分析物種之間是否保存著某些DNA或RNA堿基,并比較它們隨時間如何進化,他們此前已利用該技術比較了人類基因組與其它哺乳動物的基因組。

結果表明,除發現此前已在其他冠狀病毒中發現的5個基因外,克里斯團隊還確認了新冠病毒基因組中6個蛋白質編碼基因,而其他5個被認為能編碼蛋白的基因并無此能力。他們表示,在分析了整個基因組后,非常確信沒有其他蛋白質編碼基因成為“漏網之魚”。他們計劃繼續開展實驗研究,以弄清這些沒有特征的基因的功能。

此外,克里斯團隊還分析了自新冠病毒首次被發現以來,已經出現的1800多個突變,并比較了每個基因在過去的進化速度和疫情暴發以來的進化速度。結果表明,大多數情況下,在疫情暴發之前長時間快速進化的基因仍在繼續快速進化,而緩慢進化的基因也保持著自身的節奏。不過也有例外,這可能有助于揭示病毒在適應新的人類宿主時是如何進化的。

研究人員還分析了幾種新冠病毒變異毒株——B.1.1.7、P.1和B.1.351等出現的突變。結果發現,許多使這些變異更危險的突變存在于刺突蛋白中,有助于病毒更快地傳播并避開免疫系統。他們指出,每個變異毒株都擁有20多個獨特的突變,知道哪些可能有用,哪些無用非常重要,有助于科學家專注最有可能對病毒傳染性產生重大影響的突變。

總編輯圈點

病毒是什么?新冠病毒又有何特殊?早在1977年,生物學家就告訴我們病毒“只是包裹在蛋白質中的一條遺傳信息”,病毒必須感染進入活細胞才能進行復制和傳播。因此,當新冠病毒找到合適的細胞時,它也會注入一條包含整個基因組的RNA鏈,科學家對其基因圖譜的分析,提供了一條了解新冠病毒蛋白的途徑。但這其中,有的蛋白質功能未知,有的蛋白質可能無用,此次的研究成果就是在完善人們的認知,其有利于改善診斷技術、開發新的治療藥物,同時,也使我們推斷出這場疫情里更多特征,實時跟蹤其傳播和變異。


編輯:魯雅靜

關鍵詞:病毒 基因 新冠


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