简历阅读 -遗传突变如何致命地转动冠状病毒必威体育西汉姆官网

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遗传突变如何致命地转动冠状病毒必威体育西汉姆官网

跟踪大流行的道路。

在中国湖北省新流感疾病的第一份报告前,一个蝙蝠 - 或者是他们的整个殖民地 - 是......是由罗伯特·贝德尔

L.在中国湖北省新流感疾病的第一次报告之前,蝙蝠 - 或者也许是整个殖民地 - 在携带新型冠状病毒的地区飞行。必威体育西汉姆官网当时,病毒对人类尚未危险。然后,在11月底左右,它经历了轻微的额外突变,进化到我们现在称之为SARS-COV-2的病毒菌株。随着病毒性RNA的翻转,所以开始了Covid-19大流行。

正如几乎每一个爆发一样,即使已知冠状病毒家族已经众所周知,冠心病患者已经造成各种人类疾病,最初就会失去这种全球危机的突变。必威体育西汉姆官网“这些病毒长期以来一直被解读,并没有被赋予他们应得的注意或资金,”耶鲁大学病毒学家Craig Wilen告诉我。

蝙蝠冠状病毒必威体育西汉姆官网导致SARS爆发吓坏了世界,并在2002年和2003年遭受了774人死亡。从那时起,由另一个穿过骆驼的蝙蝠冠状病毒引起的中东呼吸道综合征或MERS定期爆发;必威体育西汉姆官网自2012年以来,它已造成884人。最重要的是,潜在的Pandemics研究继续关注禽流感等流感病毒,因为他们携带了大量的年度死亡人数。Covid-19暴露了这种单一思想方法的危险。

不要伤害:蝙蝠(比如这里看到的马蹄形蝙蝠,在中国很常见)携带数十种冠状病毒家族的病毒。必威体育西汉姆官网大多数病毒与宿主和谐共处,不会造成伤害。 Taylor, Stoffberg, Monadjem, Schoeman, Bayliss & Cotterill / Wikimedia

一些科学家试图发出警报。在2015年的研究中,流行病学家Ralph律法和他的同事在北卡罗来纳大学分析了蝙蝠冠状虫病毒的基因组,并警告说:我们的工作表明,SARS-COV重新出现在蝙蝠种群中目前在蝙蝠种群中传播的病毒的潜在风险。“必威体育西汉姆官网1第二年,该研究小组的第二篇论文警告说,另一种由蝙蝠冠状病毒引起的类似sars的疾病“可能会出现在人类身上”。必威体育西汉姆官网2

蝙蝠被众所周知的潜在新人类疾病的水库。这些动物携带数十几个冠状病毒家族成员。必威体育西汉姆官网大多数病毒都是蝙蝠正常微生物组的一部分,与他们的主持人一起生活并造成危害。但像所有必威体育西汉姆官网形式的生活一样,冠状病毒,随着繁殖的繁殖,累积随机遗传变化。偶尔突变让病毒感染其他动物(包括人类)并在自然选择中得分:产生更多的后代。

赢得病毒,即。对我们而言,不是那么多。


T.蝙蝠冠状病毒的两个关键突变使我们走上了COVID-19大流行的道路必威体育西汉姆官网。第一个改进了病毒突出的尖状结构的结构。这些突起就是这种病毒的家族名称:“Corona”在拉丁语中的意思是“王冠”。改变后的尖刺使病毒能够附着在一种名为ACE2的蛋白质上,这种蛋白质排列在呼吸道中。3.导致SARS流行的相关病毒采用了类似的感染机制,另一种蝙蝠冠状病毒也采用了类似的感染机制,这种病毒会导致人类普通感冒。必威体育西汉姆官网

第二个关键突变允许冠状病毒生长叫做Furin的蛋白质匕首,其可以通过其他必威体育西汉姆官网蛋白质切片,使病毒紧密地与咽喉细胞紧密结合。4.正是呋喃蛋白使得COVID-19病毒对人类具有如此高的传染性和致命性。从这个意义上说,SARS-CoV-2类似于炭疽和各种禽流感,也依赖于furin进行感染。

蝙蝠冠状病毒中的两个临界突变将我们设置在Covid-19的路径上。必威体育西汉姆官网

在病毒在蝙蝠循环时可能发生这些突变。它也可能在被早期版本的病毒感染的人中爆发了一个或两个突变,但尚未显示任何症状。最有可能的是,蝙蝠和人类之间存在中间宿主。Pangolin是一种在中国珍惜的生物,为其肉类和涉嫌药用价值的鳞片,是一个强大的候选人。流行病学家怀疑有人在武汉的“湿市场”之一买了一个穿山甲,并感染了消费,脱离传播链。

就目前而言,COVID-19的出现只是一种假设。“我想我们永远不会知道,”Wilen说,因为我们没有足够的蝙蝠、人类和潜在中间宿主的病毒样本。但这种说法与大多数病原体在物种间传播的方式是一致的。这种被称为人畜共患病的物种跳跃过程,占人类疾病的60%,占新发感染的75%。

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叙述也同意,使用遗传流行病学的工具对病毒进行了详细的新研究。5.Nature提供了一个方便的时钟,有助于研究人员试图重建进化历史和进化的病毒,如Covid-19。每种基因组在可预测的背景速率下突变。大多数突变对生物体的生物学产生显着影响,但是蜱虫蜱遗传变化允许科学家构建不同菌株或物种彼此分歧的顺序。通过手中的信息,它们可以构建系统发育树 - 描绘进化关系的分支图。

1月10日,一群中国和澳大利亚研究人员出版了第一个序列来自武汉爆发的(然后未命名)的新病毒在Genbank爆发,一个公开可访问的遗传数据源。武汉的其他序列迅速遵循,允许Trevor Bedford在西雅图的Fred Hutchinson癌症研究中心开始构建我们现在称之为SARS-COV-2的病毒的系统发育树。

到目前为止,病毒没有任何致命或传染性的迹象。

如果疫情是由来自多个来源的几种病毒引起的,那么就会有很大的遗传多样性。事实上,贝德福德几乎没有看到什么。他说:“从很早就开始,很明显,nCoV基因组缺乏预期的遗传多样性,而这种多样性将发生在来自不同动物宿主的重复人畜共患事件中。”他的研究进展很快。1月13日,中国境外首例新冠肺炎病例出现在泰国。将这两个病例加入他的数据库后,贝德福德得出结论,世界正面临一种致命的新疾病的爆发。

他说:“当报告没有市场暴露的两个泰国旅行案例的新冠状病毒基因组出现相同,有限的遗传多样性,”持续的人对人类传播难以忽视难以忽视。必威体育西汉姆官网“这种基因组数据代表了持续,流行蔓延的第一个和最强大的指示之一。由于这对我来说清楚了,我花了一周的一周提醒我所知道的每位公共卫生官员。“

几乎没有人听。“我记得持续的狭窄案例定义和限制测试的象征性,”贝德福德回忆道。美国没有宣布紧急状态,直到3月13日。


B.目前,edford正努力协助下一阶段遏制和抗击COVID-19大流行。他和他的团队有个项目叫Nexstrain这追踪多种病原体,包括流感,结核病,西尼罗河病毒,现在SARS-COV-2。截至3月20日,包括SARS-COV-2的系统发育树855基因组序列不同的菌株。在Nexstrain和其他基因组数据库中映射的遗传序列将允许传染病专家监测对病毒的任何令人担忧的变化。

到目前为止,没有迹象表明病毒正在变得更加致命或传染性 - 尽管它也没有变得更少。近瘀标是新人类病原体的典型。从进化的角度来看,SARS-COV-2已经做得很好地再现自己。因此,改变的进化压力很小。病毒只会继续做他们的事情,直到他们被遏制,或者直到他们杀死了他们的主人。

COVID-19可能如何变化的一个模型来自艾滋病毒/艾滋病。

贝德福德说:“尽管COVID-19的突变看起来都不是特别有趣,但有一些事情需要注意。”他特别警惕地监测刺突蛋白的任何突变,这将对疫苗的开发产生重大影响。

流感季显示病毒突变的潜在影响。流感病毒管理不断感染人们,因为它们的表面上的蛋白质保持不断变化。您的免疫系统未能识别病毒的重组蛋白质,因此每年需要新的流感疫苗。幸运的是,SARS-COV-2有点不同。流感病毒具有更小的基因集,它们在多个物种猪,鸟类和人们之间持续循环。两种属性在流感上更可能在流感上比冠心病,其含有最大的RNA病毒基因组,并且跨越物种屏障远远不常。必威体育西汉姆官网

如何改变Covid-19如何改变的更好模型来自现代时间最大的大流行:艾滋病毒/艾滋病。由于一些最优雅的基因组流行病学作品,我们知道艾滋病毒的祖先在跳到黑猩猩之前在猴子里无害地生活,可能是通过良好的饭菜。6.在黑猩猩中,病毒演变成靠近现代艾滋病毒的东西。1931年左右,艾滋病首次出现在喀麦隆西南部的人类中;可能有人习惯了一个黑猩猩的食物并被削减。艾滋病毒在非洲农村的人类中罕见,直到进入Kinshasa城市在现在是刚果民主共和国的内容。一旦它到达城市环境,将传播病毒爆炸,首先在那里然后在世界各地。

当艾滋病毒在1981年被发现时,很多人都担心它会变得更加致命的东西,可能是空降的形式。没有人知道,那么病毒已经存在四十年而不变化。另外四十年后,艾滋病毒尚未成为任何更致命或传染性的,但它仍然感染了7500万人并造成3200万人。那些是令人兴奋的数字,因为我们面临从动物跳到人类的另一个疾病。即使Covid-19病毒证明是缓慢变化的,如艾滋病毒,可能需要数年时间才能完全控制。并且由于种群增长和野生环境的人类侵占,许多爆发了更多的爆发。

我们会吸取教训吗?如果你是一名病毒学家,你肯定会更容易获得研究冠状病毒的资金——至少在一段时间内是这样。必威体育西汉姆官网几乎每个国家都在谈论加强对另一场大流行的准备。在此次疫情爆发后不久,中国政府就关闭了监管宽松的生鲜市场上用于食品和药用的活动物销售。

然后,中国在SARS爆发后做了同样的事情,当流行病学家推导出病毒在蝙蝠中开始并通过叫做麝香猫的猫的动物蔓延,也在潮湿的市场上销售。多年来,传统和腐败悄然允许市场重新开放。


Robert Bazell是耶鲁分子,细胞和发育生物学的辅助教授。38年来,他是NBC新闻的首席科学记者。


参考

1. Menachery,V.D.,et al。循环蝙蝠冠状病毒的SARS样群显示出人类出现的潜力。必威体育西汉姆官网自然医学21., 1508 - 1513(2015)。

2.Menachery V.D。,et al。SARS的WIV1-COV准备了人类的出现。国家科学院的诉讼程序113., 3048 - 3053(2016)。

3.张,T.,Wu,Q.,Zang,Z.与Covid-19爆发有关的SARS-COV-2可能的植物原产地。目前的生物学(2020).从DOI检索:10.1016 / J.CUB.2020.03.022

4.王,Q.,et al。一种独特的蛋白酶切割位点,其在潜在的与病毒传播性有关的新型肺炎冠状病毒(2019-Ncov)的尖峰蛋白质中。必威体育西汉姆官网Virologica中央研究院(2020).

5. Seyerle,A.A.,MSPH,&Avery,C.L.了解遗传流行病学:遗传学遗传学改善人类健康的潜在益处和挑战。北卡罗来纳医学杂志74., 505 - 508(2013)。

6.夏普,下午&hahn,b.h.艾滋病毒和艾滋病大流行的起源。寒冷的春天港口在医学中的透视图(2011)。从DOI检索:10.1101 / cshperscke.a006841


领导图像:Corona Borealis Studio / Shutterstock

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