美團隊:新冠病毒精確完整基因註釋圖譜完成

美國麻省理工學院的科學家在11日出版的《自然·通訊》雜誌撰文稱,在進行了廣泛的比較基因組學研究之後,他們繪製出了新冠病毒迄今最精確完整的基因註釋圖譜,確認了幾種蛋白質編碼基因,也發現有些基因並不編碼任何蛋白質。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。

美團隊:新冠病毒精確完整基因註釋圖譜完成

美團隊:新冠病毒精確完整基因註釋圖譜完成

新冠病毒的基因組由近30000個RNA鹼基組成。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,但它們並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着某些DNA或RNA鹼基,並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並無此能力。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,以弄清這些沒有特徵的基因的功能。

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,並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着自身的節奏。不過也有例外,這可能有助於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於刺突蛋白中,有助於病毒更快地傳播並避開免疫系統。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,有助於科學家專註最有可能對病毒傳染性產生重大影響的突變。

訪問《自然》了解更多細節:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22905-7