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研究确定了可能使SAR亚达子S-CoV-2从蝙蝠跳到人类的基因变化

生物 2022-06-16 00:03:08

剑桥大学 马蹄形蝙蝠

信用:Flickr上的东方化 一项由剑桥大学参与、皮尔布赖特研究所领导的新研究,已经确定了导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒的关键基因变化,这可能是从蝙蝠跳到人类的原因,并确定了哪些动物的细胞受体能让病毒最有效地进入它们的细胞

鉴定出的基因适应与导致2002-2003年非典疫情的非典病毒相似,当时它是从蝙蝠进化而来感染人类的

这表明可能存在一种共同的机制,通过这种机制,该病毒家族发生变异,以便从动物身上跳到人类身上

这种理解可以用于未来的研究,以确定在动物中传播的病毒,这些病毒可能会感染人类(被称为人畜共患病),并可能构成大流行的威胁

“这项研究使用了一个非传染性的安全平台来探索尖峰蛋白的变化如何影响病毒进入不同野生动物、家畜和伴侣动物的细胞,随着未来几个月更多的SARS-CoV-2变异体的出现,我们需要继续密切监测这一点,”Dr

剑桥大学病理学系的斯蒂芬·格拉汉姆参与了这项研究

在2002-2003年的非典疫情中,科学家们能够在蝙蝠和果子狸身上识别出密切相关的分离株——在这些分离株中,病毒被认为已经适应感染人类

然而,在目前的新冠肺炎疫情中,科学家们还不知道中间宿主的身份,也没有类似的样本可供分析

但是它们确实有一种相关的蝙蝠冠状病毒RaTG13的序列,这种病毒与SARS-CoV-2基因组有96%的相似性

这项新的研究比较了两种病毒的尖峰蛋白,并确定了几个重要的差异

SARS-CoV-2和其他冠状病毒利用它们的尖峰蛋白,通过结合它们的表面受体,例如ACE2,来进入细胞

就像锁和钥匙一样,刺突蛋白的形状必须适合细胞的受体,但是每种动物的受体形状略有不同,这意味着刺突蛋白与一些受体的结合比其他受体更好

为了研究SARS-CoV-2和RaTG13之间的这些差异是否与SARS-CoV-2对人类的适应有关,科学家们交换了这些区域,并使用一种不涉及使用活病毒的方法,研究了这些产生的尖峰蛋白与人类ACE2受体的结合情况。

发表在《公共科学图书馆生物学》杂志上的研究结果显示,含有RaTG13区域的SARS-CoV-2尖峰信号不能有效地与人类ACE2受体结合,而含有SARS-CoV-2区域的RaTG13尖峰信号可以更有效地与人类受体结合——尽管没有达到未经编辑的SARS-CoV-2尖峰信号蛋白的水平

这可能表明,SARS-CoV-2尖峰蛋白的类似变化在历史上曾发生过,这可能在允许病毒跨越物种屏障方面发挥了关键作用

研究人员还研究了SARS-CoV-2尖峰蛋白是否能与来自22种不同动物的ACE2受体结合,以确定其中哪些(如果有的话)可能容易感染。

他们证明蝙蝠和鸟类受体与SARS-CoV-2的相互作用最弱

缺乏与蝙蝠受体的结合增加了证据的分量,即SARS-CoV-2可能通过中间宿主从蝙蝠跳到人身上时,适应了其尖峰蛋白。

狗、猫和牛ACE2受体被确定为与SARS-CoV-2尖峰蛋白的最强相互作用者

虽然受体结合只是不同动物物种间病毒传播的第一步,但有效进入细胞意味着在这些动物中更容易建立感染

格雷厄姆说:“正如我们去年在丹麦水貂养殖场看到的那样,了解哪些动物会被非典病毒感染以及病毒尖峰蛋白的突变如何改变其感染不同物种的能力是至关重要的。”

动物对感染的易感性及其随后感染他人的能力取决于一系列因素,包括非典病毒2型是否能够在细胞内复制一次,以及动物抵抗病毒的能力

需要进一步的研究来了解牲畜和伴侣动物是否能接受人类的新冠肺炎感染,并成为这种疾病的宿主

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

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