【記者 趙廣立】11月7日,記者從深圳華大生命科學研究院獲悉,該院與香港大學生物醫學院等團隊合作的一項研究顯示,細胞代謝壓力可能使新冠病毒毒力變弱。相關研究成果發表于《基因組生物學與進化》。
目前,科學家已發現7種人類冠狀病毒,其中嚴重急性呼吸系統綜合征冠狀病毒、中東呼吸綜合征冠狀病毒及新型冠狀病毒3種可引起致命呼吸系統疾病,其余4種季節性流行的冠狀病毒通常只引起感冒癥狀。
為了了解不同類型冠狀病毒的基因組特征差異,研究團隊挑選了89條不同種類的冠狀病毒全基因組,進行堿基組成和密碼子使用偏好分析,發現冠狀病毒基因組的胞嘧啶含量普遍偏低,其中4種在人群中長期流行的冠狀病毒胞嘧啶含量比3種短期流行的冠狀病毒要低。
據此,研究團隊提出了一個疑問:新冠病毒在持續進化中,基因組的胞嘧啶含量是否會下降,逐漸與長期流行的冠狀病毒相類似?研究人員隨后收集了公共數據庫發表的2574條全基因組序列(采樣時間為2019年12月24日至2020年4月17日),對堿基組成的變化趨勢進行分析。分析結果表明,在持續傳播的過程中,新冠病毒編碼區的胞嘧啶含量的確在逐漸下降。
基于以上觀測結果,研究團隊首次從代謝層面闡述了新冠病毒在利用宿主資源時遇到的瓶頸。
三磷酸胞苷(CTP)是冠狀病毒生物合成的重要組分,其涉及四個重要的合成過程:病毒RNA基因組合成、病毒囊膜合成、病毒蛋白糖基化、宿主tRNA合成。CTP的從頭合成必須通過三磷酸尿苷(UTP)進行,使其在宿主細胞中的可用性受到極大限制。文章通訊作者之一、法國科學院院士Antoine Danchin猜想:在冠狀病毒RNA基因組大量復制的過程中,UTP可能被錯誤地用來替代CTP,從而使基因組的胞嘧啶含量下降而尿嘧啶含量上升。新冠病毒基因組核苷酸組成可能逐漸趨同于季節性流行的人類冠狀病毒。由于密碼子的簡并性,短期的胞嘧啶含量變化可能并不會影響病毒蛋白序列,但在長期的演化過程中,該代謝瓶頸可能導致新冠病毒的致病能力逐漸變弱。
不過,新冠病毒胞嘧啶含量與致病力變化趨勢相關的假說,仍需進一步實驗驗證。(中國科學報)