自然:基因组重组在新冠肺炎并不常见 但集中在其刺突蛋白编码区

来源：100医疗网原创2022-08-17 10336027

在一项新的研究中，来自加州大学圣克鲁斯分校和其他研究机构的研究人员对数百万新型冠状病毒基因组的分析发现，该病毒的重组并不常见，但当这种重组发生时，它最常发生在病毒的刺突蛋白区域。

在一项新的研究中，来自加州大学圣克鲁斯分校和其他研究机构的研究人员对数百万新型冠状病毒基因组的分析发现，该病毒的重组并不常见，但当这种重组发生时，它最常发生在病毒的刺突蛋白区域，该区域使病毒能够附着和宿主细胞。相关研究成果于2022年8月11日在线发表在《自然》杂志上，论文标题为《疫情尺度的系统发育揭示新型冠状病毒重建景观》。

这项新研究详细介绍了这些作者开发的一种新软件，该软件用于搜索系统发育树，即新型冠状病毒病毒的进化史图，以找到重组的发生。这个软件是开源的，允许公共卫生官员使用它来跟踪他们社区的重组。

当这种病毒的两种不同基因形式杂交时，就会发生重组。这项新的研究侧重于可检测的重组，即杂交产生一个新的基因序列，而不是将两个序列结合起来，形成一个与现有序列相同的序列。

论文作者、加州大学圣克鲁斯分校巴斯金工程学院生物分子工程副教授拉塞尔科比特-德蒂格(Russell Corbett-Detig)表示，这对于重构这种病毒的进化史真的很重要。重组的时候，不是一棵树，而是很多棵树。了解这种病毒的进化对准确追踪这种病毒非常重要。

重组研究成果

这些作者分析了160万个新型冠状病毒基因组序列，发现了589个重组事件，这表明只有约2.7%的测序基因组是由重组引起的。这些序列来自加州大学圣克鲁斯分校的新型冠状病毒浏览器，这是一个新型冠状病毒基因组数据库。它现在是有史以来单个物种基因组序列的最大集合，目前有近1200万个序列。

虽然这些结果表明重组更频繁地发生在这种病毒的刺突蛋白区域，但仍然不知道为什么。这可能是一种机制偏差的结果，这表明这是所有冠状病毒的自然趋势，即重组发生在含有刺突蛋白基因的病毒基因组的3区，或者这种病毒的正向自然选择有利于重组发生在这一区域。

尽管重组确实发生了，但没有证据表明产生的菌株更可能具有流行病学重要性。事实上，大多数新型冠状病毒病毒的重组变体都会消亡，就像这种病毒的成千上万种变体中的大多数一样。

这款新软件由加州大学圣地亚哥分校助理教授Yatish Turakhia在Corbett-Detig实验室进行博士后培训期间编写，已经实现了分析数百万基因组序列所需的计算壮举。这款名为Ripples(使用系统发生位置的重组感染)的软件可以有效地搜索新型冠状病毒基因组的大规模系统发生树，以发现新序列似乎是树的两个不同部分的组合的情况。这种新型冠状病毒的系统进化树名为UShER，由加州大学圣克鲁斯分校的研究人员创建，是世界各地卫生官员用来跟踪新型冠状病毒变种在其社区传播的主要工具。

图片来自Nature，2022，doi :10.1038/s 41586-022-05189-9。

这些作者发现，重组最常以长分支的形式出现在新型冠状病毒的系统发育树中，使其看起来在序列中发生了几个突变，这是相当罕见的。

Turakhia说，在由数百万个序列组成的系统发育树上，你会发现这些长分支，它们将可检测重组的可能实例减少到只有大约1万个分支。这些长长的分支使得系统发育树上的重组更容易被发现，使得这个新软件的性能得到有效发挥。

Turakhia和他的团队的目标是继续提高RIPPLES的速度和性能，并开发可视化工具，使更多人更容易使用。

用于公共卫生

了解重组何时发生对于理解这种病毒序列的进化非常重要。重组将使追踪特定序列的系统发生树的过程变得复杂，因为新型冠状病毒重组变体的遗传物质是新型冠状病毒整个系统发生树的两个区域连接的结果。

这可以帮助政府官员知道什么时候一个看似新的新型冠状病毒家系实际上是首次引入的独立突变，或者只是社区中已经存在的两个家系的组合。从公共卫生的角度来看，知道重组的时间也很重要，因为这可能会使这种病毒更好地避免反应。

此外，RIPPLES软件的可用性和易用性对基因组专家和公共卫生官员具有积极的意义，他们可以在短短几分钟内有效地搜索一组新冠肺炎基因组。

样本的重组。

Corbett-Detig说， 我们的研究工作取得成功的很大一部分原因是，从总体上看，该软件是非常容易获得的，而且计算成本很低。任何人都可以拿着他们的上百个新的SARS-CoV-2基因组序列，在笔记本电脑上只需几分钟就能找出是否有潜在的重组变体。 （ 100yiyao.com）

参考资料：

Yatish Turakhia et al. . Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05189-9.

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