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从SARS-CoV-2基因突变,研究治疗病毒的药物和疫苗

作者:FrançoisBalloux来源:UCL

伦敦大学学院UCL的研究团队最近利用公共数据,对新冠病毒COVID19的基因突变进行了研究,有一些新的发现。

研究亮点

系统发育估计支持COVID-2大流行始于2019年10月6日至2019年12月11日的某个时候,这是病毒跳进人类宿主的时间。

许多国家的SARS-CoV-2菌株的多样性重述了其全球的全部多样性,这与该病毒多次引入世界各地、区导致当地传播的情况相一致。

根据对公共基因组集合的大规模分析,SARS-CoV-2基因组中的198个位点似乎已经经历了反复的、独立的基因突变。

检测到的反复突变表明SARS-CoV-2对其新人类宿主的持续适应。

监测SARS-CoV-2基因多样性的形成和模式可以为药物和疫苗的开发提供信息。


COVID19新冠病毒已在全球大流行。第一个全基因组序列于2020年1月5日发布,此后已对数千个基因组进行了测序。

病原体的宏基因组序列数据的分析是传染病流行病学中的重要工具。全基因组序列数据可以为药物和疫苗设计提供信息。

基因组数据可用于鉴定与宿主相互作用的病原体基因,并允许表征病原体基因组的进化受限区域。

研究人员收集了7666个公共基因组装配的数据集,并分析了随时间变化的基因组多样性。

所有序列都来自2019年底的共同祖先,支持在这一时期SARS-CoV-2跳入其人类宿主。

由于广泛传播,几个国家的病毒遗传多样性概括了其全球遗传多样性的很大一部分。

在全部受到新冠病毒重创的国家,都发现了新冠病毒的全球性基因多样性,表明在疫情的初期,病毒已经全球传播,很难找到单一的零号病人。

研究确定了迄今为止基本保持不变的SARS-CoV-2基因组区域,以及已经积累多样性的其他区域。

通过关注多次独立出现的同源突变,研究人员确定了SARS-CoV-2基因组中198个复发突变。

近80%的复发突变在蛋白质水平产生非同义变化,表明SARS-CoV-2可能持续适应变化。

该区域中编码Nsp6、Nsp11、Nsp13的Orf1ab中的三个位点,以及一个刺突蛋白位点,具有特别大量的周期性突变属性,这可能标志着进化趋同,在SARS-CoV-2适应人类宿主的背景下特别让人关注。

我们需要开发病毒不易逃避的药物和疫苗。

由于基因组的某些部分几乎没有突变,病毒的这些不变部分可能是药物和疫苗开发的更好目标。

如果病毒发生突变,疫苗或药物可能不再有效。如果我们把精力集中在不太可能发生突变的病毒部分,那么我们就有更好的机会开发出长期有效的药物。


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图:SARS-CoV-2基因组Orf1ab的一个主要同源性位点(位置:11083)的检测。


数据来源:

截至2020年4月19日,研究人员从GISAID Initiative EpiCoV平台下载了7710个完整数据,进行过滤,排除源自动物(如蝙蝠,穿山甲)、数据缺超过1%的、以及nCov GLUE列出的其他错误数据。留下了7666个最终数据集用于下游分析。


本研究利用了现有的公共数据和宏基因组分析方法,发现了新冠病毒COVID19的突变特点,为开发新药物和疫苗提供新的线索。广州美格生物在宏基因组分析方面可以为企业和科研机构提供个性化的服务,实现更高的研究价值。


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参考文献

Emergence of genomic diversity and recurrent mutations in SARS-CoV-2

Lucyvan Dorp,MislavAcman,DamienRichard,Liam P.Shaw,Charlotte E.Ford,LouiseOrmond,Christopher J.Owen,JuanitaPang,

Cedric C.S.Tan,Florencia A.T.Boshier,Arturo TorresOrtiz,FrançoisBalloux



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