SARS-CoV蛋白质组的生物信息学及其进化关系

一种新的冠状病毒 SARS-CoV是引起严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome, SARS)的病原体. 对由SARS病毒全基因组序列推导出的所有蛋白质逐一进行分子量、等电点、分子消光系数等物理化学性质计算, 以及跨膜区和亚细胞定位预测, 辅以保守序列家族数据库搜索, 预测SARS-CoV功能未知蛋白质的功能. 同时, 通过SARS-CoV与其他冠状病毒蛋白质同源序列比较和进化距离计算, 分析SARS病毒的分类地位以及与其他冠状病毒的进化关系. 结果表明, 尽管SARS病毒是不同于其他3组冠状病毒的一种全新冠状病毒, 但在进化关系上更靠近牛冠状病毒BoCoV和鼠肝炎病毒MHV. 为实验测定SARS病毒蛋白质组以及抗SARS疫苗研制提供了参考和帮助.     

男性比女性更容易识别愤怒表情

研究人员发现,经过长年累月的进化,人类具有超凡的能力,可以从人群中一眼看到愤怒的脸。用各种表情的图像所进行的实验表明,男人和女人分辨出愤怒情绪的速度比分辨其他情绪要快,而男人尤其迅速。据信这是男人之间为争夺女人和资源而不断进化的结果。     

早期人类创新进化中的几个关键节点

讨论了生物的创新进化,介绍了创新进化的概念及其遵循的规律,着重分析人类进化中创新进化的表现。早期人类创新进化的主要体现:直立行走解放了手;人工生火、用火是主动取得能源和主动使用能源的开始;熟食取得充分的营养,使脑功能完善;抽象思维的发展是物质的演绎,同时又回过头来改造物质,这是其他动物做不到的,是人类区别于其他动物的根本;主动取得能源,主动生产食物,这种劳动是任何动物不可能做到的。     

人类还在进化吗

有人说:人类已经停止进化了;有人又说,人类进化得比以往任何时候都快……孰是孰非,看看科学家们的争论吧!人类仍在进化的证据哈佛大学进化生物学家史蒂文·平克说:“人类仍在进化吗?从道德与智力水平提高的意义上来说,我想是的,但在生物意义,即基因库的改变上,就没法这样说。”     

种系发生的系统网——更合适的种系发生图式(续)

类病毒→病毒→古细菌→真细菌→真核生物的进化顺序与实际似有不符根据对真核生物、原核生物、古细菌、病毒和类病毒起源及进化地位的讨论结果判断,它们不象是如图1所示的进化序列直线进化的.最早的始原细胞在早期进化中,可能已经分成两枝.一枝是真细菌,在以后的进化中又先后继续分出若干分枝.另一枝是真核细胞与古细菌的共同祖先,后来分出两个分枝:一个分枝是古细菌,古细菌虽然是个小分枝,但在长期进化中也先后继续分出一些更     

1970~2004年全球肠道病毒71型分离株的分子流行病学分析

人类肠道病毒71型（EV71）是引起手足口病的主要病原体，常导致严重的神经综合症。近年来病毒多爆发于亚太地区的热带区域。为了研究人类肠道病毒的进化历程以及遗传变异性，我们搜集了全球在1970年至2004年间分离的532株病毒的序列信息，这些信息包含了完整或接近完整的VP1片段序列(全为891个氨基酸)。经过两两序列比对以及遗传距离的分析，发现绝大多数病毒株属于先前分类的B或C型。同时，也观察到一种特殊的不属于任何分型的毒株R13223-IND-01，可能代表了一种新的病毒分型。在B型和C型病毒中，存在着一些区别于同型其他亚型的“孤儿株”，它们的出现在病毒进化分析中有重要的意义。此外，VP1片段上有6个位于离散位置的氨基酸存在共变异的现象，分析发现这种高比例的共变异与病毒亚型有着紧密的联系。     

人类的进化

有人说人类进化已经终止，而有人认为，现在人类进化比以前还要快，究竟孰是孰非？[编者按]     

③进化论未能解答的问题

进化论不仅成为生物学家的杨心,还登上了其他学科的舞台.物理学家根据达尔文观点,建立了"宇宙哲学的自然选择论",认为存在"多元宇宙",它是从一个简单的宇宙"进化"成不同的多个宇宙的;计算机科学家借鉴进化的概念和原理,创造出"遗传编程"并广泛应用于寻找复杂问题的最优解答,包括预报天气、优化药物组合等;新兴的进化医学从进化的角度来理解我们对疾病的易感性,以增进我们的健康;进化发育生物学为研究物种变异带来了曙光.     

冠状病毒和人类SARS病毒的分子亲缘关系研究

组分矢量方法是一种从全基因组出发, 研究物种亲缘关系的新方法. 本文使用这一方法, 通过对外类群的适当选取, 研究包括SARS病毒的冠状病毒进化关系. SARS病毒作为一个单系, 由于彼此之间的序列相似程度非常高, 难以为其选取适当的外类群. 我们利用核苷酸的突变计数来构造距离矩阵, 并将其超度规化, 在此基础上揭示SARS病毒自身的演变关系. 本文采用了更多的序列和新的方法, 反映了更为详细的冠状病毒进化关系, 使得不同方法的比较成为可能, 为冠状病毒进化关系的研究提供了新的视角.     

昆虫世界的伪装大师

正大多数昆虫都体型弱小,在弱肉强食的动物世界里,它们无疑是弱者。为了在这个世界生存,它们各显神通,进化出了各种伪装绝技。为了躲避天敌和捕食猎物,昆虫进化出了各种伪装策略:有的能够模拟自然界的颜色,如同"忍者"一般将自己融入所生存的环境当中;有的能够模拟其他昆虫的特征,与其他昆虫既相互利用又相互帮助;有的进化出了特殊的体色,提醒那些想要捕食它们的天敌自己并不好惹;有的进化出了醒目     

SARS相关病毒(BJ01株)的全序列及其比较分析

严重急性呼吸综合征(SARS)是一种新发现的急性传染病. 对一株已确认为SARS病原体的冠状病毒(BJ01)进行了全基因组序列测定, 并与其他已知病毒进行了比较分析. 该病毒基因组全长为29.725 kb, 含11个可读框(ORFs), 由1个稳定区和1个可变区组成, 其中稳定区编码RNA依赖性RNA聚合酶, 包括两个ORFs；可变区含有4个蛋白质编码序列(CDSs), 分别编码病毒的4个结构蛋白(S, E, M, N蛋白). 此外, 可变区还包括5个非典型的预测蛋白(PUPs). 此病毒基因的排列顺序与其他已知的冠状病毒一致. 通过与已知RNA病毒的序列比对, 可以确认该病毒属于冠状病毒科(Coronaviridae). 与GenBank中已知的5个SARS相关病毒全基因组序列的比较分析显示, 已在30个核苷酸位置上检出序列差异, 总体突变率为0.1%, 其中15个变异位点在编码区, 可能会导致蛋白质的氨基酸改变(异义突变). S蛋白中已发现3处可能引起该蛋白质物化特征变化的变异, 而该蛋白质可能参与病毒与宿主间的免疫反应. 与病毒包膜形成相关的M蛋白中则已发现两处氨基酸变化. 进化分析表明, SARS病毒可能不是来源于人类, 但没有证据证明是人为制造的. 为了阐明SARS相关病毒的病因学以及排除其他可能的SARS病原体的存在, 仍需进行更深入的研究.     

科学的极限

最小的生物 人们了解的可以独立生存的最小的生物是支原体——一种没有细胞壁的细菌.一些支原体对人体是有害的.人们认为,支原体是在减少基因组的基础上,从其他细菌进化而来的.最小的支原体的基因组仅仅是病毒的2倍.病毒更小,但只有寄生在其他生物上才能生存.支原体的长度为0.1～0.3μm.那么现在的问题是,比支原体更小,基因也更少的生物能够独立生存吗？生物学家是很愿意回答这个问题的：这不仅是出于好奇心,而且还因为答案有助于人们了解哪些是对生命至关重要的基因.     

人类历史上最骇人的十大病毒

正人类文明的发展进程不断遭受传染病的困扰,从某种意义上说,人类文明史就是一部人类与传染病做斗争的历史。在这些传染病中,最可怕的是由病毒引发的传染病——病毒个体小,基因少,变化快,传播速度非常快。以下介绍人类历史上最骇人的十大病毒。     

种系发生的系统网——更合适的种系发生图式

本文指出,虽然化学进化和生物进化都沿着从简单到复杂、从低级到高级的方向发展,但不宜仅以此为根据,设想和提倡类病毒→病毒→古细菌→真细菌→真核生物的直线进化顺序。实际上,近几年生物科学的研究结果表明,类病毒可能起源于比它复杂的细胞或病毒,病毒也可能起源于比它复杂的细胞,真核生物可能不起源于真细菌,真细菌也可能不起源于古细菌。至今仍沿用发散状的系统树描绘种系发生,树枝无交叉或会合现象。但遗传学的进展表明,有些树枝有交叉或会合现象。因此,用网络状的系统网描绘种系发生似更恰当,近几年内,尚难画出详细的系统网;但遗传学的新进展,会提供更充分的知识,藉此将能画出网络清楚的系统网来。     

十大因素影响人类健康

疾病控制的因素人类整个进化发展的历史实际上就是一个与疾病战斗的历史。长期以来,人们一直以为病治愈了就好,其实,很多病毒会对人体产生伤害。由于目前世界上还没有能彻底消灭它们的灵药,因此病毒已成为吞噬人体健康的头号杀手。一个人每患一次病毒性疾病,就可能在体内埋下一     

冰下危机:潜伏于冻土中的远古病菌复苏

<正>随着全球气候变暖,冰封于冰层和永久冻土之下长达数世纪的长期蛰伏的细菌和病毒开始复苏。纵观历史,人类与细菌和病毒一直并存。从瘟疫到天花,为了抵御它们,我们一直在进化,而它们也相应地演化出感染我们的新方法。自从亚历山大·弗莱明发现青霉素以来,我们拥有抗生素已有近100年的时间。作为回应,细菌也不断产生抗生素的耐药性。这场战役永无止境:因为我们与病原体共同生存的时间太长,有时会形成一种     

人类为适应打斗而“变脸”

<正>人类脸部从类人猿先祖时期演变、发展的原因,至今让人们困惑不解。不过,美国犹他大学的"古人类脸部的保护层"研究,带来了古人类面部进化的全新理论。此前广为流传的假说认为,人类早期始祖脸部快速进化的主要原因是需要咀嚼难以嚼碎的食物。生物学家大卫卡·瑞尔、迈克·尔摩根指出,人类脸部的进化,或许是为了适应史前版的"酒吧斗殴"。他们认为,史前时期,雄性也会为了争夺雌性、资源或其他鸡毛蒜皮的小事而大打出手。在人类     

深圳口岸输入寨卡病毒的基因和生物学特性分析

2016年2月14日下午,一名从斐济和萨摩亚旅游回国的旅客在深圳皇岗口岸入关时有发热症状,其在旅行期间有蚊虫叮咬史.经过病因筛查和诊断确诊为寨卡病毒感染.本研究利用乳鼠和细胞培养传代,成功从病人血清中分离到致病病原——寨卡病毒,命名为SZ_SMGC-1.分离病毒在电子显微镜下可见圆球形经典黄病毒特征,病毒颗粒直径大小约为50 nm.利用特异性引物扩增并获得了病毒全基因组序列,同源性分析显示:SZ_SMGC-1与我国输入性病例中斐济/萨摩亚来源病毒高度同源,同源性均为99.9%,与委内瑞拉来源病毒同源性在99.0%~99.4%之间.研究显示,寨卡病毒进化为亚洲和非洲2个分支.进一步遗传进化分析表明,SZ_SMGC-1毒株与近期我国分离毒株同属于亚洲分支;SZ_SMGC-1与斐济/萨摩亚来源病毒聚类在一个亚分支;委内瑞拉来源的病毒除我国首个病例处于单独的小分支外,其余病毒全部聚类到另一个小分支.生物学特性研究显示,SZ_SMGC-1寨卡病毒可以在蚊虫来源C6/36细胞和哺乳动物来源Vero,BHK-21细胞中生长,感染Vero和BHK-21细胞后可见明显病变并形成典型噬斑.值得注意的是,相同细胞系的不同细胞克隆株对寨卡病毒的敏感性不同.寨卡病毒感染敏感哺乳动物细胞系的建立,对病毒致病机制的深入研究及相关疫苗和药物的研发奠定了基础.寨卡病毒在我国的输入,给我国寨卡疫情防控带来了严峻挑战,必须提早采取灭蚊等防控措施,加紧对疫苗和相关药物的研发,做好预防寨卡流行的技术储备.     

紫菜丝状体阶段叶绿体的形态

在植物界的进化中,尤其在藻类的进化中,叶绿体的形态经历了长期的演变过程。藻类的叶绿体有星状、杯状、网状、带状和盘状等多种形状;每个细胞中的数目有一个、少数几个或许多个;在细胞里的位置有轴生或侧生。一般认为,总的进化趋势是从被认为是最原始类型的单个轴生的星状叶绿体——这种存在于较为低等的藻类的细胞里,演变到高等藻类和其他高等植物(包括苔藓植物和维管植物)所共有的多数侧生的盘状叶绿体,后者被认为是最先进的。因此,在研究藻类分类和进化时,叶绿体的形态是一个重要的根据。     

非洲猿猴为何不患爱滋病

人类免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-1）是逆转录病毒的一种,是导敛爱滋病（AIDS）的元凶。大约一个世纪前,猿免疫缺陷病毒（SIV）从黑猩猩传播到人,从而引发了HIV／AIDS的大流行。这是在逆转录病毒和其宿主之间长期共同进化斗争中所发生的最近的事件。