團隊發現了 20 萬年前冠狀病毒爆發的足跡

新冠肺炎 07 20

研究人員報告說,20,000 多年前,東亞地區爆發了冠狀病毒疫情。

他們發現,該地區人的基因構成中可以明顯看出爆發的痕跡。

研究人員分析了來自全球 2,500 個人群的 26 多名現代人的基因組,以更好地了解人類如何適應歷史上的冠狀病毒爆發。

該團隊使用計算方法來發現適應冠狀病毒的遺傳痕跡,冠狀病毒家族是過去 20 年中三場主要爆發的病毒家族,包括正在進行的 COVID-19 大流行。

過去20年間,曾爆發過2002次流行性嚴重冠狀病毒:SARS-CoV導致嚴重急性呼吸系統綜合症,800年起源於中國,造成850多人死亡; MERS-CoV 導致中東呼吸綜合徵,導致 XNUMX 多人死亡; 和 新型冠狀病毒 導致 COVID-19,已造成 3.8 萬人死亡。

但這項對人類基因組進化的研究揭示了數千年前爆發的另一場大規模冠狀病毒疫情。

亞利桑那大學生態與進化生物學系教授戴維·埃納德 (David Enard) 說:“這就像尋找化石恐龍腳印,而不是直接找到化石骨骼。” “我們沒有直接找到這種古老的病毒——相反,我們發現了它在古代流行病發生時強加給人類基因組的自然選擇的特徵。”

追踪冠狀病毒的爆發

該團隊在不使用活細胞的情況下合成了人類和 SARS-CoV-2 蛋白質,並表明這些蛋白質直接相互作用,具體指向冠狀病毒用於侵入細胞的機制的保守性。

現代人類基因組包含可追溯到數十萬年前的進化信息,包括使人類能夠在新威脅(包括病毒)中生存的生理和免疫適應。

結果顯示,東亞人的祖先經歷了一種類似於 COVID-19 的冠狀病毒引起的疾病的流行。 東亞人來自現在的中國、日本、蒙古、朝鮮、韓國和台灣地區。

為了侵入細胞,病毒必須附著並與宿主細胞產生的特定蛋白質相互作用,稱為 病毒相互作用蛋白,或 VIP。 研究人員在編碼 VIP 的 42 種不同人類基因中發現了適應跡象,這表明現代東亞人的祖先在 20,000 多年前首次接觸冠狀病毒。

阿德萊德大學生物科學學院的第一作者 Yassine Souilmi 說:“我們發現 42 個 VIP 主要活躍在肺部——受冠狀病毒影響最大的組織——並證實它們直接與當前大流行的病毒相互作用。”

除了位於宿主細胞表面並被冠狀病毒用於進入細胞的 VIP 之外,病毒一旦進入細胞就會與許多其他細胞蛋白相互作用。

“我們發現,那些編碼阻止或幫助病毒繁殖的蛋白質的人類基因在大約 25,000 年前經歷了比您通常預期的要多得多的自然選擇,”Enard 說。

揭示冠狀病毒遺傳信號

研究表明,在流行過程中,選擇偏愛了參與病毒-細胞相互作用的人類基因的某些變體,這些變體可能導致較輕的疾病。 研究古代病毒留下的“軌跡”可以幫助研究人員更好地了解不同人群的基因組如何適應已成為人類進化重要驅動因素的病毒。

其他獨立研究表明,VIP 基因的突變可能介導冠狀病毒的易感性以及 COVID-19 症狀的嚴重程度。 並且一些 VIP 目前正在用於 COVID-19 的藥物治療,或者是進一步藥物開發臨床試驗的一部分。

“我們過去與病毒的相互作用留下了明顯的遺傳信號,我們可以利用這些信號來識別影響現代人群感染和疾病的基因,並可以為藥物再利用工作和新療法的開發提供信息,”來自阿德萊德大學學院的合著者 Ray Tobler 說。生物科學。

“通過揭示以前受歷史病毒爆發影響的基因,我們的研究表明進化遺傳分析有望成為對抗未來爆發的新工具,”Souilmi 說。

該研究的作者說,他們的研究可以幫助識別在遙遠的過去引起流行病並且將來可能會引起流行的病毒。 像他們這樣的研究可以幫助研究人員編制一份潛在危險病毒的清單,然後為它們的回歸開發診斷方法、疫苗和藥物。

該論文出現在 “當代生物學”.

資源: 亞利桑那大學

關於作者

Daniel Stolte,亞利桑那大學


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