我们正在使SARS-CoV-2变异,但它正在进化回来
研究导致COVID-19的病毒进化的科学家说,它的突变似乎是由降解它的人类蛋白质引导的,但病毒的自然选择使它能够反弹。这一发现有助于设计对抗这种病毒的疫苗。
所有生物变异。比如,你出生时就有10到100个新生儿突变在你的DNA。突变通常是随机过程通常是由于DNA复制时发生的错误。巴斯大学和爱丁堡大学的研究人员最近的工作表明,在SARS-CoV-2的情况下,突变很可能不是一个随机的过程,而是作为一种防御机制来降解病毒的一部分,人类正在使其突变。
该团队研究了来自世界各地所有测序工作的超过15000个病毒基因组,并确定了6000多个突变。他们观察了构成病毒遗传密码(A、C、U和G)的四个字母中每个字母的突变量,发现病毒产生U残基的突变率非常高。
巴斯大学米尔纳进化中心主任、资深作者劳伦斯·赫斯特教授说:“我看过许多生物的突变档案,它们都表现出某种偏见,但我从未见过如此强烈和奇怪的一个。”
特别地,他们发现突变通常产生UU邻近对,从CU和UC的原始序列突变。他们注意到,这是一种叫做APOBEC的人类蛋白质的突变图谱的指纹,这种蛋白质可以使病毒发生突变。赫斯特教授评论说:“看起来突变不是随机的,而是我们通过突变来攻击病毒。”
但是这些突变对病毒有什么影响呢?他们是在帮助还是在阻碍?通过观察病毒的实际组成并比较病毒中不同部位的差异,他们发现了证据自然选择-适者生存就是允许病毒抵抗变异过程。
例如,该团队预测,65%的残留物应该是U型,40%应该是UU对,但实际上U含量要低得多,UU含量仅为预测的四分之一左右。
赫斯特教授说:“这可能是因为体内含有过多U的病毒不能很好地存活,无法繁殖。”我们估计,在我们看到的每10个突变中,还有另外6个我们从未看到过,因为这些突变病毒的繁殖能力太差。”
这可能有几个原因。研究小组发现,富U型病毒的基因不太稳定,而且水平较低。人类也有其他蛋白质攻击富含U残基的序列,这些序列也可能迫使某些版本的病毒被破坏。
这些结果表明,我们正在攻击病毒,以使其变异的方式降解病毒。这对一些疫苗设计也有影响。几个研究小组目前正试图合成这种病毒,使其能够存活,但只是所谓的减毒病毒。
赫斯特教授说:“了解病毒的选择有利于什么和不有利于什么,真的有助于理解减毒版本应该是什么样子。
“例如,我们建议像APOBEC在我们细胞内所做的那样,增加U含量将是一个明智的策略。”
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