中国医学科学院揭示新型冠状病毒与SARS的不同点

2020-02-11

该研究揭示了2019年12月中国武汉地区出现的新型冠状病毒(2019-nCoV)与之前爆发的SARS病毒之间存在显著的基因组组成和蛋白序列水平的差异,这些差异有助于了解2019-nCoV的真正起源和后续演变趋势。

2020年2月7日,《Cell Host & Microbe》在线发表了中国医学科学院系统医学中心苏州系统医学研究所蒋太交课题组、吴爱平课题组和程根宏课题组与中国疾病预防控制中心合作题为“Genome Composition and Divergence of the Novel Coronavirus(2019-nCoV) Originating in China ”。该研究揭示了2019年12月中国武汉地区出现的新型冠状病毒(2019-nCoV)与之前爆发的SARS病毒之间存在显著的基因组组成和蛋白序列水平的差异,这些差异有助于了解2019-nCoV的真正起源和后续演变趋势。

2019年底暴发于武汉的新型冠状病毒已经给中国造成了巨大的防控压力和疾病负担。现有研究表明,2019-nCoV与严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)在基因组序列上有80%左右的相似性,与蝙蝠中发现的SARS类似冠状病毒有90%以上的相似性。然而,对于这一新型冠状病毒与进化上邻近的SARS或SARS类似冠状病毒的基因组差异性,还没有得到深入解析。

本研究中,通过对首次公布的2019-nCoV基因组进行注释,发现该新型冠状病毒编码至少27种蛋白质,其中包括15种非结构蛋白(nsp1-nsp10,nsp12-nsp16)、4种结构蛋白(S、E、M和N)和8种辅助蛋白(3a、3b、p6、7a、7b、8b、9b和orf14)。基因组编码蛋白的组成上大部分和SARS-CoV一致,但是也存在一定差异性,比如2019-nCoV缺失了SARS-CoV编码的8a蛋白;编码的8b蛋白(121个氨基酸)的长度要长于SARS-CoV(84个氨基酸)等;二者编码的3b蛋白也存在显著差异。这些附属蛋白的组成性差异,意味着新型冠状病毒和此前爆发的SARS-CoV可能存在着一定差异性的致病机制。

2019-nCoV的基因组组成及其进化树示意图

此外,通过系统地比较2019-nCoV与SARS和SARS类似冠状病毒两组病毒在每个编码蛋白上的氨基酸序列,发现二者之间存在总共380个差异性氨基酸位点。值得注意的是,在病毒的Spike蛋白上,2019-nCoV与SARS病毒的差异位点分布在SARS病毒受体结合部位周围和SARS病毒的抗原表位上。这些蛋白质水平差异可能有助于揭示2019-nCoV与SARS病毒在传染性和致病力上的潜在差异。

图,SARS和2019-nCoV病毒的氨基酸不同位点

该研究由中国医学科学院系统医学中心苏州系统医学研究所联合中国疾病预防控制中心共同完成,系统所吴爱平研究员、湖南大学彭友松副教授、中国疾控中心黄保英副研究员以及系统所丁啸副研究员为该研究的共同第一作者;系统所蒋太交研究员、程根宏教授和中国疾控中心谭文杰研究员为该研究通讯作者。本项研究得到了国家重点研发计划、中国医学科学院医学与健康科技创新工程以及国家自然科学基金等多项基金的大力资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.02.001

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