新冠病发展过程，中国科学家揭示新冠病进化史

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作者丨唐逸辰

3月2日，苏州系统医学研究所和中国疾病预防控制中心的研究人员在预印本网站bioRxiv上发表论文，跟踪编目新型冠状病的进化和感染机制。

COVID-19的传播速度比任何其他B型冠状病（包括SARS-CoV和MERS-CoV）传播速度都快。

然而，导致该病感染的机制和分子进化仍不清楚。

冠状病是有包膜的良性单链RNA病，其受体结合域可以快速突变和重组，使其能够适应和感染大量物种。

研究人员收集并分析了来自COVID-19患者的120个基因组序列，其中包括来自中国患者的11个新基因组。

不同的亚组

通过对SARS-CoV-2变种的可用基因组序列进行全面分析，研究人员追踪了几种可遗传的单核苷酸多态性，并确定了SARS-CoV-2相对于其他冠状病的进化路径。

遗传分析显示，具有不同SNP标记的两个遗传亚群正在一起传播，这可以用来追踪新冠病向其他地区和国家的传播。

尽管大多数是新突变，但研究人员发现了新冠病不同株共有的几个SNP。

研究人员推测，这些共有的突变是从大量人群遗传的单核苷酸多态性（SNP），可能是通过人与人之间的传播。

基于这一假设，他们创建了一个SNP树来追踪新型冠状病的突变和传播。

结果，研究人员分析的新冠病株被分为两个不同的组，并且发现这两个组在两个位置上具有不同的核苷酸多态性。

目前尚不清楚这两套冠状病是在从动物传播给人类之前还是之后进化的，但这两套病都是首先在武汉发现的，然后传播到中国其他地区和几个国家。

通过将冠状病后代中的15种额外遗传突变与患者样本采集的时间和地点相结合，研究人员可以追踪病传播的可能途径。

分立重组

研究人员还发现，新型冠状病与人类和蝙蝠SARS冠状病在整体基因组结构上具有高度同源性，但通过受体结合区域的潜在重组，演化为两种具有不同受体进入特异性的病。

作为B冠状病家族的一员，新型冠状病的基因组结构与蝙蝠SARS、人类SARS和MERS相似，核苷酸同源性分别超过88、79和约50。

RaTG13是它的近亲，它于2013年从云南省的中华马蹄蝠中分离出来，在30kb的基因组中与RaTG13共享超过96个相同的核苷酸。

一项对进化时钟的新分析表明，新型冠状病分别是在大约12年前和30年前从RaTG13和人类SARS冠状病中分离出来的。

还有潜在证据表明重组是新冠病的一种进化机制。

新冠病除了与RaTG13高度匹配外，还与广东分离的穿山甲冠状病刺突蛋白的RBD相似。

研究人员推测，在新型冠状病的进化过程中，RaTG13和穿山甲病株之间可能发生了刺突蛋白RBD重组。

研究人员使用受体结合基序进行系统发育分析，并将2019-nCoV、人类和蝙蝠SARS分为两个不同的类群。

所有已知的使用ACE2作为进入受体的病都属于1类，而所有不使用ACE2作为进入受体的蝙蝠SARS病都属于2类。

因此，他们预测进化枝I病（而不是进化枝II病）可以通过ACE2感染宿主细胞。根据现有的基因组序列，II型蝙蝠冠状病比I型更多。

与人类SARS和I型相比，ZXC21、ZC45等II型蝙蝠冠状病与新型冠状病具有更高的同源性。

找出同源B型冠状病是否可以通过RBM中的重组来改变其向性，将是一个有意义的发现。

此外，新型冠状病在刺突蛋白的S1和S2区域之间有一个独特的四个氨基酸插入，创造了一个潜在的呋喃或II型跨膜丝氨酸蛋白酶切割位点。

这项研究提供了对新型冠状病的进化和传播的全面见解。

研究结果表明，新型冠状病可以通过受体结合域重组和裂解位点插入来增加其感染性。

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