发现新蝙蝠冠状病毒 新冠状病毒蝙蝠
作者:chunzhi 发布时间:2020-03-07一种新的蝙蝠来源冠状病毒,命名RmYN02
论文中提到,2019年5月至10月,研究团队从云南勐腊县的227只蝙蝠中一共收集了302个样本。这些蝙蝠属于20个不同种类,大多数样本从马来菊头蝠Rhinolophus malayanus(n=48, 21。1%)、中蹄蝠Hipposideros larvatus (n=41,18。1%)和小褐菊头蝠Rhinolophus stheno(n=39,17。2%)中获得。样本来源于多种组织,包括翼膜(219)、肺(2)、肝(3)和粪便(78)。
除了3只蝙蝠外,其余所有蝙蝠均为在活着时取样并被释放。
利用新一代宏基因组测序技术,研究团队首先锁定了2个初步的一致序列。这些序列产生的样本来自于2019年5月6日至7月30日期间的11份马来菊头蝠粪便。经过一系列验证步骤,研究团队得到一个部分(23395bp)和一个完整(29671bp)的蝙蝠冠状病毒基因组序列,分别命名为BetaCoV/Rm/Yunnan/YN01/2019 (RmYN01)和BetaCoV/Rm/Yunnan/YN02/2019 (RmYN02)。
相比之下,RmYN02与HCoV-19密切相关,表现出93。3%的核苷酸序列一致性,但从全长基因组层面来说,RaTG13和HCoV-19 的一致性更高(96。1%)。RmYN02和HCoV-19在大多数基因组区域(如1ab、3a、E、6、7a、N和10)非常相似(>96%序列一致性)。特别是,RmYN02在最长编码基因区1ab (n=21285)与HCoV-19一致性达到97。2%。
不过,RmYN02和HCoV-19在S基因中的序列一致性(核苷酸71。8%,氨基酸72。9%)远低于RaTG13和HCoV-19之间的97。4%。另外值得注意的是,RmYN02和HCoV-19在RBD中的氨基酸同源性仅为62。4%。而来自广东的穿山甲冠状病毒和HCoV-19在RBD中的氨基酸同源性为97。4%,也是在RBD区域目前和HCoV-19最接近的。
围绕HCoV-19的同源模型、体外实验和S蛋白的三维结构分析结果都表明,HCoV-19和SARS-CoV一样,也可以利用ACE2作为细胞受体。研究团队也同样使用同源模型分析了RmYN02、RaTG13和两个穿山甲CoVs的RBD。
研究发现,RmYN02 RBD中的氨基酸缺失在受体结合位点附近形成了两个比HCoV-19 RBD短的环。重要的是,在SARS-CoV、HCoV-19、RaTG13、穿山甲/MP789/2019、穿山甲/GX/P5L/2017的外子域(external subdomain )
保守的二硫键在RmYN02中缺失了。研究团队推测,这些缺失可能导致构象变化,从而减少RmYN02 RBD与ACE2的结合,甚至导致不结合。
当然也有可能的一种情况是,包括RmYN02、ZXC21和ZC45在内的环缺失的SARS相关冠状病毒,使用了一种我们目前未知的受体。
值得一提的是,此前有研究认为,RBD中的6个氨基酸残基(L455、F486、Q493、S494、N501和Y505)是HCoV-19与ACE2有效受体结合的主要决定因素。与同源建模一致,穿山甲/MP789/2019在所有6个位置上都具有与HCoV-19相同的氨基酸残基。相比之下,RaTG13、RmYN02和RmYN01与HCoV-19均只在1个位置上有相同的氨基酸残基。
研究团队认为,这种进化模式是重组和自然选择的复杂结合的表现。
研究团队还对RmYN02、RaTG13、HCoV-19和穿山甲中的蝙蝠冠状病毒进行了系统发育分析。与先前的研究相符,穿山甲beta-CoVs形成两个亚型。然而,论文中提到,穿山甲是否是这些病毒的天然蓄水池,或者它们从蝙蝠或其他野生动物中独立获得,这都需要进一步验证。
更值得注意的是,在大多数病毒基因组中,RmYN02与HCoV-19的亲缘关系最近,尽管这两种病毒之间仍然有一段较长的分支距离。S基因树显示,HCoV-19离RaTG13较近,和RmYN02较远,这表明后者在S基因经历了重组。在RBD的系统发育树上,HCoV-19和pangolin-CoV/GD最密切相关,与蝙蝠病毒都较远,再次表明重组发生。最后,完整的RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)基因(在RNA病毒的系统发育分析中经常被使用)系统发育分析显示,RmYN02、RaTG13和HCoV-19形成了一个与穿山甲病毒完全不同的亚群。