科学网新型蝙蝠冠状病毒研究揭示新冠病毒重组起源

2020-03-06

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2020年3月6日,预印本网站bioRxiv发表了山东省高等学校新发传染病病因流行病学实验室史卫峰团队、中国科学院西双版纳热带植物园AliceC. Hughes团队和中国科学院微生物研究所毕玉海团队及合作者,对于一个新蝙蝠冠状病毒的研究,发现了该病毒突刺蛋白S1/S2切割位点的自然插入,并分析了新冠病毒的潜在重组来源。


(注意:预印本网站bioRxiv所有论文未经同行评议)


感染人类的冠状病毒在20世纪60年代首次被科学家分离出来,因在电子显微镜下可观察到病毒外表的冠状构造而得名冠状病毒。


此次在武汉引发肺炎疫情的病毒是以前从未在人体中发现的新型冠状病毒。


尽管蝙蝠被认为是新冠病毒最有可能的自然宿主,但该病毒的起源仍不清楚。


之前研究显示,新冠病毒与来源于蝙蝠样本的一株冠状病毒基因相似,两种病毒序列一致性高达96%,后者是2013年从中国云南省菊头蝠中分离出来的RaTG13。


这表明蝙蝠可能是新型冠状病毒在自然界的宿主。


在这篇论文中,研究人员报告了一种新的蝙蝠来源的冠状病毒,标记为RmYN02。
该病毒是从2019年5月至10月从云南省采集的227只蝙蝠样本的宏基因组学分析中鉴定出来。
RmYN02与新冠病毒在病毒全基因组尺度上的同源性为93.3%,与新冠病毒最接近的1ab基因的同源性为97.2%。

相比之下,RmYN02在受体结合域(RBD)与新冠病毒的序列一致性较低(61.3%),并可能不与血管紧张素转换酶2(ACE2)结合。


然而,与新冠病毒类似,RmYN02的关键特征是在突刺蛋白S1和S2亚基的连接位点插入多个氨基酸。


这为此类插入事件可能在自然界中发生提供了强有力的证据。


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RBD结构的同源性建模,以及RmYN02的S1/S2切割位点和典型的乙型冠状病毒的分子特征。

 

研究人员对RmYN02、RaTG13、新冠病毒和穿山甲冠状病毒进行了系统发育分析。


与先前的研究结果一致,这些穿山甲冠状病毒形成了两个得到充分支持的亚系,分别代表广西和广东两省缉私部门查获的动物。


然而,无论是穿山甲是这些病毒的天然宿主,还是它们从蝙蝠或其他野生动物那里独立获得的这些病毒,都需要进一步的采样分析。


更值得注意的是,在大多数病毒基因组中,RmYN02与新冠病毒的亲缘关系十分接近,尽管这两种病毒仍然以相对较长的分枝长度彼此分离。


在突刺基因树中,新冠病毒与RaTG13发生簇聚,但与RmYN02距离较远,提示RmYN02病毒在该基因中发生了重组。


在RBD的系统发育过程中,新冠病毒与穿山甲冠状病毒—广东亚型的关系最为密切,而蝙蝠病毒的位置更为分散,这再次说明了它们的重组。


最后, RNA聚合酶基因系统发育分析显示, RmYN02、RaTG13和新冠病毒形成了一个与穿山甲冠状病毒不同的具有良好支持的亚系。


研究人员认为,综上所述,这些数据表明新冠病毒可能起源于蝙蝠和其他野生物种的病毒之间的多次自然重组事件。 

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