理解SARS-CoV-2:更仔细地观察它的基因组

孟加拉国孟加拉国·彭议院研究所的Barj科学家团队孟加拉队对SARS-COV-2进行了重大研究，该病毒负责导致Covid-19。在最近的研究项目中，Barj研究人员从阳性冠状病毒患者中收集了样品，并进行了对比较的研究，以分析各种SARS-COV-2感染系统中的差异宿主反应。在另一个项目中，研究小组预测了Covid-19病毒的潜在中间宿主，可以在亚洲南部地区传播这种感染。

冠状病毒大流行已经遍布全球并杀死了超过300多万人的人。它是由严重的急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）引起的，并且被认为已经源于蝙蝠并通过中间宿主扩散到人类。Covid-19患者的数量以许多国家的令人担忧的速度增加。世界各地的科学家孜孜不倦地努力了解病毒的机制，并找到更好的治疗干预措施来控制感染率。

了解SARS-CoV-2:更深入地研究它的基因组
通常，冠状病毒含有近似30kb长度的RNA（单链）基因组。在冠状病毒中，SARS-COV-2属于一组β-冠状病毒，基因组长度约为29.9kb。它包含11个功能基因。虽然SARS-COV-2与严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-COV）和中东呼吸综合征相关的冠状病毒（MERS-COV）病毒的临床特征，但它只与这些病毒分享79％和50％的基因组序列相似之处， 分别。SARS-COV-2的基因组序列与蝙蝠衍生的SARS样冠状病毒相同的90％。还有报告显示SARS-COV-2和SARS-COV之间的各种关键基因组差异，包括380种不同的氨基酸取代，ORFA缺失和ORF8B伸长率。

COVID-19患者的不同转录宿主反应
来自孟加拉国黄麻研究所的BARJ研究人员使用最新的测序技术，设计了一项研究，对孟加拉国患者的SARS-CoV-2基因组进行测序。他们首先在Chattogram兽医和动物科学大学的支持下，从Chattogram区域收集COVID-19阳性患者的鼻咽部(咽上部，连接软腭上方的鼻腔)拭子样本。他们的目的是分析从鼻咽拭子中提取的COVID-19患者转录组(生物体中基因表达的所有信使RNA分子的总和)和从每个宿主中分离出的病毒的基因组特征。他们比较了几种SARS-CoV-2感染系统中不同的宿主反应。

严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)可能起源于蝙蝠，并通过中间宿主传播给人类。

来自南亚的这项研究之一，南亚的研究报告了四个SARS-COV-分离物中观察到的基因组变化。研究人员调查各种Covid-19感染模型中宿主转录反应的变化以及这些变化的潜在后果。映射的读数被组装DE Novo（一种从许多DNA片段构建基因组的方法）。该团队在中国国家生物信息中心“2019年新型冠状病毒资源（2019NCOVR）”门户上应用了“变体识别”工具，以确定其测序的SARS-COV-2基因组的变化。然后，它们使用相同的门户网站的“变化注释”方法来注释分离的SARS-COV分离物的变化。应用Ensembl变体效果预测器（VEP）工具以进一步表征变化的影响。

所有报告的分离物在3C样蛋白酶中具有独特而罕见的畸形突变。根据功能性富集分析，先天免疫，干扰素和细胞因子活化参与宿主诱导的反应。令人惊讶的是，这些患者没有凋亡，吞噬物体，抗原呈递或缺氧（缺氧缺乏）的激活。在肺部，发现包括CCl4，TNFA，IL6，IL1A，CCL2，CXCL2，IFN和CCR1的免疫和细胞因子信号传导基因被发现上调。缺乏血管紧张素I转化酶-2（ACE2）过表达在肺中过表达，但在鼻咽细胞中检测到高ACE2和低DPP4表达。

识别潜在的中间宿主 - 来自南亚的数据
在另一个重要的研究项目中，BARJ团队使用基于计算机的方法预测SARS-CoV-2的潜在宿主和中间宿主。他们对ACE2和transmembrane protease serine 2 (TRMPRSS)进行了多样性分析。ACE2作为SARS-CoV-2的细胞受体，而TRMPRSS帮助刺突蛋白启动。基于ACE2和TMPRSS2的氨基酸(aa)序列建立了系统发育树。在两棵树上，人类ACE2与恒河猴聚在一起，而与小鼠和大鼠ACE2分离。在这些树上，牛科的成员，如牛、水牛、山羊和绵羊形成了一群，而所有的鸟类与鸡聚集在一起。

恒河猕猴是唯一的物种，与人类ACE2有100％相似，与SARS-COV-2一样易受人类。

在本研究中，它们还刺激了ace2s的SARS-COV-2S RBD（SARS-COV-2穗蛋白的受体结合结构域的结构。它进行了研究它们的结合亲和力，并鉴定负责将冠状病毒传播给南亚人类的潜在中间动物宿主。基于与人ACE2复合物的SARS-COV-2S RBD的最近溶解的晶体结构，它们鉴定了ace2的20个可能的AA残基，这对于与SARS-COV-2相互作用。基于20个个体分数的总和来预测SARS-COV-2S RBD的利用潜力，以产生累积最终得分。恒河猕猴是唯一的物种，与人类ACE2有100％相似，与SARS-COV-2一样易受人类。南亚家庭农业系统中常见，物种像牛，水牛，山羊和来自家庭的羊牛科获得80分的高分大鼠、老鼠和鸟类的得分低于50分。通过分析，研究小组确定了牛、水牛、山羊、绵羊等可能感染该病毒的动物。ACE2蛋白复合物和SARS-CoV-2S RBD相互作用界面表明穿山甲可能是SARS-CoV-2的中间宿主。

未来的视角
来自差异转录组研究的数据可以为宿主对来自呼吸道不同部位的病毒的反应提供新的见解。尽管这项研究只包括少数病例，但这些发现有助于未来研究的发展，以阐明不同的宿主对病毒发病机制的反应。随着进一步的研究，更多的数据可以被纳入，并丰富了对有效治疗方法的探索。潜在中间宿主研究的发现可以为确定南亚SARS-CoV-2的可能宿主提供有价值的资源。通过对潜在宿主和中间宿主的适当管理，可以降低未来爆发COVID-19的风险。