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最近,中国科学院武汉病毒研究所石正丽和崔杰课题组在sars冠状病毒的起源和进化研究方面取得了新进展,该团队在中国云南省发现了蝙蝠sars样冠状病毒的天然基因库,揭示了sars冠状病毒的可重构起源。

湖南:15年后,SARS病毒追击者终于找到了源头的那群蝙蝠 星辰在线 长沙信息网

《自然》杂志网站的截图

菊头蝙蝠携带遗传多样的sars样冠状病毒(图片由广东省生物资源应用研究所的张礼标研究员提供)。

蝙蝠是sars样冠状病毒的自然贮藏宿主。 2005年以来,许多研究小组在中国、欧洲不同地区的多种菊头蝙蝠中发现了更多的sars样冠状病毒。 但是,大部分蝙蝠sars样冠状病毒的刺突蛋白基因( s基因)和一部分附属基因(例如orf3、orf8等)与sars冠状病毒差异显着。 现在报道的蝙蝠sars样冠状病毒都至少有两个基因与sars冠状病毒有很大分化。 因此,它不是2002-2003年发生疫情的sars冠状病毒的直接祖先。 现在有充分的证据表明蝙蝠是sars病毒的来源,但sars是如何在蝙蝠中进化产生的,是从哪里的蝙蝠种群中出现的等问题还没有解决。

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石正丽研究小组从2011年开始对云南洞窟菊头蝙蝠种群开展了5年的sars样蝙蝠种群长时间监测,共计采集10次样品,从64个蝙蝠粪便粒和肛门拭子样品中检测出sars样蝙蝠rna。 这些sars样冠状病毒S基因受体结合区( rbd )的扩张和分解结果表明,该洞穴流行的蝙蝠sars样冠状病毒高度多样,分为两个大簇,其中一个在rbd区接近sars病毒,几乎不存在 作者对11株新发现的sars样冠状病毒进行了全长基因组扩增,对15株同洞穴中发现的毒株(包括4株前期报告的毒株)进行了全基因组测序。 结果表明,在该洞穴中流行的蝙蝠sars样冠状病毒在非结构蛋白基因orf1ab中相互接近,但这些s基因和orf8基因显示出极其丰富的遗传多样性。 重要的是,在s基因的n末端区域( ntd )、rbd区域、orf3、orf8几个基因组高变区域分别有与sars病毒高度同源的sars样冠状病毒存在于该洞穴的蝙蝠中。 换句话说,sars冠状病毒的所有基因组成分都在这个sars样冠状病毒的天然基因库里。 通过进一步的重组分解,作者在这些sars样冠状病毒的S基因内部和orf8附近等多个部位发现了频繁重组的证据,推测sars冠状病毒的直接祖先可能是由这些蝙蝠sars样冠状病毒的祖先株间发生的一系列重组现象引起的。

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比较了同样在蝙蝠洞穴流行的15株sars样冠状病毒和sars冠状病毒的全长基因组相似度。

另外,在本研究中,通过逆遗传学方法,将新发现的毒株的s基因置换为构建的wiv1株sars样冠状病毒的全长感染性克隆,判断新发现的s基因不同的sars样冠状病毒的异种间传递能力。 结果表明,S基因不缺失的多株sars样冠状病毒可以用vero e6细胞比较有效地复制,使用与sars病毒相同的受体ace2侵入hela细胞。 除了s基因外,作者还对新发现的蝙蝠sars样冠状病毒中遗传多样性的orf8进行了初步功能研究。 发现不同基因型的orf8都具有与sars病毒orf8类似的活化转录活化因子6(atf6 )的功能。 另外,具有与首次发现的晚期sars冠状病毒类似的orf8a/8b的蝙蝠sars样冠状病毒rs4084株,orf8a也显示了诱导凋亡的功能。 综上所述,该研究为认知sars冠状病毒的起源和进化提供了新的见解,研究表明中国蝙蝠有不同的株,中国还存在sars这样的新冠状病毒病暴发风险,为相关疾病的预防提供了重要依据。

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三株不缺少s基因的不同蝙蝠sars样冠状病毒可以感染vero e6细胞。

复印件在网上发表后,作为本周的推荐复印件刊登在plos pathogens杂志上。 12月1日,nature news报道了新发表的论文,指出他回答了关于sars病毒起源的遗留问题。 报道援引香港大学著名微生物学家袁国勇教授的评论警告说,这一发现对于减少蝙蝠等野生动物入侵栖息地、杜绝野生动物市场交易对防止新传染病的发生很重要。

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这项研究获得国家自然科学基金( 81290341,31621061 )、传染病防治重大专业( 2014zx10004001-003 )、科学技术基础事业专业( 2013fy113500 )、中国科学院先导科学技术专业( xdpb0301 ) 胡昊助理研究员、曾磊平博士、杨兴娄副研究员是文案共同第一作者,石正丽研究员和崔杰研究员是共同通信作者。 (武汉病毒研究所)

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