解开COVID-19大流行核心的基因谜团

随着COVID-19大流行进入第二年，科学家们仍在努力了解这种新的冠状病毒毒株是如何进化的，以及它是如何变得比其他冠状病毒更危险的，而人类已经与其他冠状病毒共存了数千年。

世界各地的病毒学家和流行病学家几个月来一直推测，一种名为ORF8的蛋白质可能是答案，伯克利实验室科学家最近的一项研究帮助证实了这一假设。

在一篇发表于mBio，主要作者Russell Neches和他的同事们表明，ORF8是从另一种名为ORF7a的冠状病毒蛋白质进化而来的，而且这两种蛋白质的折叠与人类抗体的折叠相似。这一发现有助于解释病毒如何避免免疫检测，并能够在一些宿主中升级为严重感染。

美国能源部联合基因组研究所(JGI)的计算生物学家Nikos Kyrpides说:“通过探索ORF8的结构和功能特征，并使用超级计算机查看超过20万个病毒的基因组，我们发现了一种惊人的、极不寻常的进化策略。”“令人惊讶的是，似乎在SARS进化支中，编码ORF7a的基因被用作‘模板’基因，保持稳定，该基因的副本进化到几乎无法识别的地步。”当SARS毒株的ORF7a基因突变导致一种新的蛋白质(我们现在称之为ORF8)，使其具有干扰免疫细胞的能力时，SARS- cov -2出现并爆发为一场大流行。

根据该团队的说法，在导致21世纪初SARS流行的SARS- cov菌株中也发生了类似的事件。在这种情况下，ORF7a基因的一个副本分裂成两个，产生ORF8a和ORF8b蛋白质。

该研究的资深作者、JGI的成员科学家Christos Ouzounis指出，ORF8和ORF7a之间的联系最初很难确定，因为与现有的表面蛋白知识(如臭名昭著的刺突蛋白)相比，人们对这组基因及其编码蛋白的了解很少，而且ORF8和ORF7a目前看起来差异很大。ORF7a是一种高度稳定的抗突变蛋白，与很少的哺乳动物宿主蛋白相互作用，而ORF8是由病毒基因组中最容易发生突变的基因编码的，目前已知参与了人体中的数十种相互作用。

“我们的发现——以及通过平行序列和结构研究的证实——揭示了ORF8是SARS谱系中的一个进化热点。由于对这些基因的作用缺乏了解，人们的注意力转移到了更容易理解的基因上，但我们现在对这种基因了解得更多，希望它能得到更多的关注，”Kyrpides说。

这项工作得到了ExaBiome项目这是伯克利实验室领导的合作项目，开发用于微生物组分析的超级计算工具。JGI是一个科学办公室的用户设施。

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