用于SARS冠状病毒检测的60 mer寡核苷酸基因芯片的设计及应用

设计并应用60 mer寡核苷酸基因芯片实现对SARS冠状病毒的检测. 根据寡核苷酸基因芯片的原则设计出30条60 mer的寡核苷酸片段, 覆盖SARS冠状病毒(以最先提交全序列的TOR2株作为参考, GenBank登录号: AY274119)全基因组, 点样制备成12×12的寡核苷酸基因芯片, 从临床诊断SARS患者痰液标本抽提病毒RNA, 采用限制性显示技术进行标记, 将标记好的样品与芯片杂交, 洗脱, 扫描. 初步探索寡核苷酸芯片诊断SARS冠状病毒的可行性. 杂交结果表明, 来自SARS患者样品与芯片上的多个SARS探针杂交, 出现了明显的荧光信号; 阴性和空白对照探针上没有杂交信号, 而对照样品仅与3个SARS探针有杂交. 由此可知, 采用60 mer寡核苷酸基因芯片可以从基因水平实现对SARS冠状病毒多段序列的平行检测, 对于提高检出率有一定意义, 此外, 尚可用于监测在发病过程的各个阶段中病毒基因的活动状况.     

2003年第48卷总目次

专题:SARS冠状病毒研究1237〔12)用于sARs冠状病毒检测的60 me:寡核昔酸基因芯片 的设计及应用 石嵘等l242(12)基于全基因组比较的sARS冠状病毒种系进化分析 齐震等l246(12)冠状病毒和人类sARs病毒的分子亲缘关系研究 高雷等专题:SARS相关研究1359(13) sARs一cov蛋白质组的生物信息学及其进化关系 柳树群等1369(13)呼肠病毒,在sARs患者中分离与初步鉴定 端青等1373(13) sARs传染扩散的动力学随机模型 石耀霖1 378(13) sARs危机中17城市民众的理性特征及心理行为 预测模型 时勘等专题:超分子化学1477(14)超分子科学:认识物质世界的…     

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.     

冠状病毒

冠状病毒在系统分类上属冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus).新发现的SARS病毒属冠状病毒的一个新种.科学家对SARS病毒基因组进行了全面测序分析后发现,其基因组由29730个碱基组成,与已知的三类冠状病毒相差甚远,只有64%的序列相同.可以推测,SARS病毒不是已知病毒的近期变种,而是一种新的冠状病毒.     

SARS相关病毒与鼠肝炎病毒S蛋白的同源暗示一个潜在受体结合区的存在

最近, 一种新的冠状病毒被确定为近期爆发的严重急性呼吸综合征(SARS)的病原体. 虽然人们对人冠状病毒229E已经有了较多的研究, 而且其受体结合位点也被确定在S蛋白第417~547个氨基酸残基之间. 但是, 这一区域与新分离的SARS相关病毒(香港株, CUHK-W1)没有任何同源性. 有意思的是, 已知的各种冠状病毒S蛋白S1亚基的序列比对和进化分析显示, 鼠肝炎病毒(MHV)与SARS相关病毒的同源性最高. 而且, MHV的S蛋白上负责受体结合的重要位点(第62~65和第214~216位氨基酸残基)与SARS相关病毒的相应区域(第51~54和第195~197位氨基酸残基)高度同源. 这些生物信息学的分析结果可能对研究SARS相关病毒的受体结合位点和病毒侵染靶细胞的机理有所帮助, 进而为设计抗病毒药物和疫苗提供新靶点.     

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.     

SARS-CoV-2将如何进化

正跨越不同物种传播,然后又高度适应新宿主——这一进化过程在像COVID-19这样的大流行中扮演了何种角色?严重急性呼吸综合征(SARS,由SARS-Co V病毒引起)疫情始于2002年的11月,持续了8个月,到次年7月基本结束。新型冠状病毒(SARS-Co V-2,简称新冠病毒)有着和SARS病毒高达80%相似度的基因序列,以及一个类似的故事开头,却走向迥然。后者在盛夏销声匿迹,而新型冠状病毒肺炎(COVID-19)     

基于全基因组比较的SARS冠状病毒种系进化分析

SARS(severe acute respiratory syndrome)冠状病毒已被世界卫生组织确认为SARS传染病的病原体, 它的全基因组测序工作分别由中国、加拿大、美国等国的研究小组完成. 然而它的起源仍是一个谜. 为了探寻SARS冠状病毒的来源, 基于FDOD(function of degree of disagreement)方法, 对12个SARS冠状病毒分离株和12种以往发现的冠状病毒进行了全基因组比较, 构造出种系进化无根树. 结果表明, 这两类病毒(分别由12个SARS冠状病毒分离株和12种以往发现的冠状病毒构成)虽然都来自冠状病毒属, 但它们位于两个不同的进化分支上. 冠状病毒属中的3个组被准确地重构. 根据得到的结果, 推测SARS冠状病毒更类似于第一组中的冠状病毒. 根据种系进化树的拓扑结构和各SARS冠状病毒分离株与造成香港Metropole饭店疫情的SARS冠状病毒株之间的联系, 推测各SARS冠状病毒分离株分别位于进化树上两个大的分支, 这为SARS的流行病学研究提供了辅助信息.     

我们从COVID-19疫情吸取了什么教训?

正大多数专家都承认,我们还没有为下一次高度致命的大流行做好准备。中国武汉发生神秘的呼吸系统疾病仅一个月之后,世界就开始面临全球疫情暴发的危险。这一病毒暴发事件已被世界卫生组织定为"国际关注的突发公共卫生事件",离全球"大流行"可能已不远了,就确诊病例数而言,COVID-19冠状病毒(简称SARS-Co V-2)的暴发已超过SARS病毒。尽管死亡率低于SARS病毒,但现在判断SARS-CoV-2在未来人们的记忆中是否比SARS更可怕得多还为时过早。     

蝙蝠：大自然中移动的病毒库

正2020年年初暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,有科学家认为,病毒的来源可能是蝙蝠。为什么又是蝙蝠?此前,SARS(非典)、埃博拉、中东呼吸综合征等传染病的病源,都指向蝙蝠。相比其他野生动物,蝙蝠体内的病毒多得吓人,可能是多种病毒的自然宿主。这是为什么呢?     

蝙蝠:大自然中移动的病毒库

<正>2019年年末以来,全球多地相继爆发了新型冠状病毒肺炎疫情。科学家认为,病毒的来源可能是蝙蝠。此前,SARS(非典)、埃博拉、中东呼吸综合征等传染病的病原体,也都源于蝙蝠。相比其他野生动物,蝙蝠体内的病毒多得吓人。这是为什么呢?     

病毒“收藏家”艾伯特·奥斯特豪斯

在4月初之前,人人都怀疑一种新发现的冠状病毒是引起严重急性呼吸道综合症(SARS)的病因。为了加以证实,研究人员必须用这种病毒去感染动物,以此观察动物是否会得病,或得病后在体内是否会产生SARS病毒。换句话说,他们必须满足柯赫氏定律。 这一动物实验最终由荷兰鹿特丹伊斯默斯大学医学中心的病毒学家艾伯特·奥斯特豪斯(Albert Osterh-aus)等人完成。他们在严格的生物安全条件下用冠状病毒感染猴子,然后解剖猴子以便仔细研究它们的     

疫病的全球化与人类文明进步

正1965年,英国医学研究委员会普通感冒中心负责人、病毒学家泰瑞尔(D. Tyrrell)的团队从一位患感冒的成年人的呼吸道中捕获了一种名为B814的可传播病毒,该论文发表在1966年1月的《柳叶刀》上,它被认为是第一篇冠状病毒的论文。60年代末期至70年代,泰瑞尔带领一群病毒学家一直在从事这项人类毒株和动物病毒的研究,1975年5月,泰瑞尔团队在《国际病毒学》上介绍了其研究的新进展,这种新病毒呈冠状外观,正式命名为冠状(corona)病毒。研究发现,在温带地区,呼吸道冠状病毒感染多发生在冬季和春季。2003年出现的SARS就属于冠状病毒,至2005年,病毒学家在全世界已经发现了5种新的人类冠状病毒。     

新型冠状病毒RNA标准物质

研制了一种新型冠状病毒(coronavirus, SARS-CoV-2)体外转录RNA标准物质,用于SARS-CoV-2病毒RNA检测的量值溯源.目标基因范围涵盖已公布的SARS-CoV-2病毒检测的3个主要靶标基因:核壳蛋白N基因全长(基因组坐标:28274-29533, GenBank:MT027064.1)、包膜蛋白E基因全长(基因组坐标:26245-26472, GenBank:MT027064.1)、开放阅读框1ab(ORF1ab)基因片段(基因组坐标:13321-15540, GenBank:MT027064.1).通过采用数字聚合酶链式反应(digital PCR, dPCR)方法进行多实验室联合定值,确定了该标准物质的量值为N、E和ORF1ab基因的拷贝数浓度.研究结果表明,该RNA标准物质量值可靠,均匀性良好,稳定性可满足运输要求.进一步地,通过在临床检验、多家不同原理的病毒检测试剂盒生产企业、方法开发实验室等试用,验证了RNA标准物质的普适性.这一RNA标准物质的研制为新型冠状病毒检测试剂盒的质量控制提供了计量学依据,为防控流行性疾病提供了便利.     

SARS冠状病毒S基因的最近共同祖先序列重建及Spike蛋白的适应性进化检测

严重急性呼吸系统综合症(severe acute respiratory syndrome，SARS)病原体——SARS冠状病毒(SARS-CoV)的基因组结构和表达模式已被详细描述。Spike蛋白作为冠状病毒粒子表面的结构性糖蛋白，负责结合宿主细胞受体，诱导病毒包膜和细胞膜的融合，刺激机体产生中和抗体并与介导细胞     

呼肠孤病毒科斐济病毒属一新种: 南方水稻黑条矮缩病毒

近年在广东省和海南省部分地区新发生一种水稻病毒病, 其症状表现为植株矮缩、叶色深绿、叶背及茎秆出现条状乳白色或深褐色小突起、高位分蘖及茎节部倒生气生须根. 病株韧皮部细胞内可观察到具斐济病毒特征性晶格状排列直径为70~75 nm的球状病毒粒体以及病毒基质和管状结构. 从发病田块及其附近的玉米(Zea mays)、稗草(Echinochloa crusgalli)、水莎草(Juncellus serotinus)和白草(Pennisetum flaccidum)植株体内检测到病原病毒的存在. 田间调查及室内传毒实验表明, 白背飞虱(Sogatella furcifera)是该病毒的主要传毒介体. 该病毒的基因组由10条dsRNA组成, 其电泳图谱与水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus)基本相同. 采用接头单引物扩增法获得了该病毒基因组两个片段(S9和S10)全长核苷酸序列, 两者在核苷酸组成、末端序列及基因排列上均具斐济病毒特征, 但与斐济病毒属已知种核苷酸同一率小于75% (S9)和80% (S10), 基于核苷酸及其推导编码产物氨基酸序列构建的系统进化树表明, 该病毒在斐济病毒属中处于相对独立的进化位置. 结果表明, 该病毒应为呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属(Fijivirus)第2组的一个新种, 建议将其命名为南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus).     

新型冠状病毒 SARS-CoV-2电镜图像

正近期,美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)公布了新型冠状病毒SARS-CoV-2的电子显微镜图像。冠状病毒在电镜下呈球状或椭圆形,病毒上有规则排列的突起,形似皇冠而得名冠状病毒。病毒名称Corona则出自拉丁语,意为"皇冠"。值得注意的是,得到的SARSCoV-2图像同MERS病毒和SARS病毒看起来没有太大的区别。     

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.     

传染性法氏囊病毒HZ2株VP5基因缺失株的构建

通过PCR方法, 删除传染性法氏囊病毒HZ2株ORF A1和 ORF A2非重叠区的33 bp (96~129 bp)的同时, 引入NheⅠ酶切位点(GcTaGc)作为分子标记, 构建含有A节段突变体的真核表达载体pCI-Nhe3, 与HZ2株B节段真核表达载体pCI-mB在脂质体介导下共转染鸡胚成纤维(CEF)细胞. 用转染细胞的培养液上清不断地接种新鲜细胞, 模拟病毒“传代”. 结果表明, 细胞的形态学特征发生变化, 产生了类似野生IBDV感染细胞时出现的细胞病变效应(CPE). 电子显微镜观察显示, 在细胞超薄切片中有IBDV病毒粒子. 间接免疫荧光分析结果表明, 拯救的ANhe3株病毒的结构蛋白在CEF细胞得到了表达, 而非结构蛋白(VP5)则不能表达. 针对A节段的RT-PCR, 酶切鉴定及进一步的序列测定结果验证了相应核苷酸片段的缺失和分子标记的引入. ANhe3株病毒接种不能导致11日龄SPF鸡胚的死亡, 相对HZ2株致死率(20%)明显下降. 本研究利用基于cDNA转染和RNA聚合酶Ⅱ系统的IBDV反向遗传系统, 构建了IBDV VP5基因大片段缺失的毒株ANhe3株, 为IBDV基因组学的研究提供了新方向, 为进一步探索病毒复制和致病机制以及开发基因缺失疫苗奠定基础.     

新型冠状病毒的主要传播途径及其对室内环境设计的影响

正在这场百年一遇的新型冠状病毒肺炎(COVID-19,以下简称新冠肺炎)全球大流行中,科学家们只用了几周时间就找到了新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)病原体(https://apps.who.int/iris/handle/10665/330760).目前,疫苗研制和治疗药品的研究也在全速进行.尽管人们已经普遍意识到防控对控制呼吸道传染病的重要性,但人们对传播途径的理解还很有限.主要传播途径的不确定性可能导致疫情控制措施的选择混乱,包括控制过度和控制不足.为什么传播途径难以确定?什么是新冠病毒的主要传播途径?其对未来的室内环境设计有何影响?本文将从气溶胶研究传播机理和目前观察到的新冠病毒主要感染现象的角度来探讨这些问题.