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.     

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.     

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.     

鸡传染性支气管炎冠状病毒北京分离株全基因组序列的测定及其特征分析

鸟类传染性支气管炎病毒(AIBV)属于冠病毒科, 冠状病毒属, 是单股线状、正链RNA病毒, 基因组全长近28 kb, 具有3′多聚A尾和5′帽子结构的特征. 采用PCR产物克隆测序和引物步移(primer walking)直接测序结合的方法, 完成了IBV北京分离株的全基因组序列的测定. 该毒株基因组序列全长为27733 bp, 生物信息学分析表明, 它具有10个明显的可读框(ORF); 通过基因定位后其基因排序为: 5′-orf1a-orf1ab-s-3a-3b-e-m-6a-6b-n-3′. 对IBV北京分离株的全基因组序列, 与报道的IBV及造成人类严重急性呼吸综合征(SARS)的病毒(SARS-CoV)进行了比较分析. 结果表明, AIBV是一种变异较大的病毒, 其全基因组序列与国外公布的AIBV全基因组序列相似性仅有85.2%, 与国内报道的不完整AIBV序列比较, 相似性也只有91.2%; 而与SARS病毒基因组全序列比较, 相似性仅为50.8%, 说明它与SARS-CoV关系不大. 同时, 还使用clustalw 1.81 和 Treeview软件构建了冠状病毒的全序列、S蛋白、M蛋白和N蛋白的系统发生树, 结果表明, 鸡IBV北京分离株是第3组病毒的惟一成员, 它与SARS-CoV存在很大的遗传距离. 这项研究将对我国鸡传染性支气管炎病原的鉴定和疾病的控制起到重要的作用.     

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.     

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.     

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     

呼肠病毒, 在SARS患者中分离与初步鉴定

严重急性呼吸综合征(SARS)疫情在北京造成了严重后果, 冠状病毒已被广泛认定为导致SARS的病原体. 但是临床和实验提示, SARS病因可能不是单一冠状病毒感染. 本文报道了我们从北京市第1例SARS患者和其母亲的咽拭子中分离出呼肠病毒. 在电子显微镜下, 可观察到典型的呼肠病毒. 血清学实验显示, 38例SARS患者中24例对呼肠病毒呈阳性反应. 针对呼肠病毒的基因保守序列(S2基因片段)设计引物, RT-PCR实验扩增出特异性DNA片段. 进一步DNA序列分析表明是一种独特的呼肠病毒(呼肠病毒科正呼肠病毒属). 初步动物实验显示, 该呼肠病毒可导致非典型样肺炎发生和小鼠死亡. 尽管如此, 呼肠病毒感染是否与SARS疫情有关, 还有待进一步研究才能阐明.     

SARS-CoV对幼年和成年布氏田鼠的感染研究

采用鼻腔喷雾法(CCID₅₀ = 10^5.7)研究了SARS冠状病毒(SARS-CoV)对成年和幼年布氏田鼠的感染效果. 成年动物攻毒后出现死亡, 表现为口鼻有出血, 肠道出血; 肺组织呈出血性间质性肺炎改变, 肝、脾、肾、胰腺组织均呈淤血性改变; 存活动物肺组织呈间质性肺炎, 局灶出血及肺气肿改变, 其他脏器未见明显病变. 幼年动物攻毒后未见死亡但行动较为迟缓, 主要脏器未见明显异常; 早期肺组织有局限性肺炎改变, 且病毒分离为阳性; 同居对照组的一只动物有肺组织局灶性肺炎. 结果表明, SARS-CoV可以很强地感染布氏田鼠; 成年布氏田鼠比幼年动物对SARS-CoV更敏感; 布氏田鼠有望成为一种比较理想小型SARS动物模型.     

跨膜蛋白结构预测新方法

基因组数据中大约有20%～30%的基因产物被预测为膜蛋白, 膜蛋白是一类具有重要生物功能的蛋白质. 预测膜蛋白跨膜区的数量和位置是生物信息学中重要的研究课题. 提出了一种预测膜蛋白跨膜区的新方法—— 连续小波变换极大值谱(MSCWT). 该法对8种SARS-CoV膜蛋白的预测准确度与常用膜蛋白预测软件TMpred相当, 对MPtopo数据库中131种新的已知结构的螺旋束蛋白(共包含548个跨膜区)的预测显示, 其跨膜螺旋区预测准确率为91.6%, 膜蛋白序列的预测准确率为89.3%.     

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.     

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)     

野生蝙蝠体内发现SARS病毒

正如研究人员所担心的．曾引起2003年SARS大流行的病毒仍然存在：香港一个研究小组最近发现了一种与人类SARS冠状病毒同属一类的病毒，这种冠状病毒在鲁氏菊头蝠中感染率极高。     

以大肠杆菌为参照基因组的比较基因组学系统的建立

随着人类基因组计划及其他测序工作的顺利进行, 人们已经得到了大量的基因序列. 阐明这些序列的功能和意义成为功能基因组学的主要任务. 我们以大肠杆菌E. coli为参照基因组, 利用已公开基因组数据的24种古细菌和真细菌蛋白质序列(可从ftp://ncbi. nlm.nih.gov/genbank/genomes/bacteria 下载), 建立了一个基于互联网的可查询的比较基因组学研究平台(http://202.116.74.121:8080/database.htm). 该平台可用于研究同源基因在古细菌、真细菌中的分布、进化, 以及进行功能预测, 也可以查询对各种属特异的基因, 是对NCBI的COGs系统的一个…     

钩端螺旋体蛋白质相互作用网络预测与系统分析

问号钩端螺旋体是一种致病菌, 能够引起人畜共患病. 该细菌全基因组序列测序的完成, 为从全蛋白质组学的角度分析蛋白质相互作用网络提供了基础. 本研究通过整合4种计算方法(基因融合法、基因邻居法、系统发生谱法和操纵子法)来预测钩端螺旋体赖株蛋白质相互作用网络. 对运动和趋化系统、信号传导系统、脂多糖生物合成以及黏附、侵袭等有关蛋白质之间的相互作用进行了详细分析. 除此以外, 根据蛋白质的相互作用网络以及功能分类, 预测了203个未知蛋白质可能的功能. 这不仅为进一步研究钩端螺旋体赖株的致病机制提供了一个资料, 也为在基因组范围内应用生物信息学方法研究微生物提供了一个实例.     

美丽实用的分子进化

生命的蓝图是用DNA来书写的，因而人们可以通过比较DNA序列来研究不同生物之间的进化关系。构建“进化树”。这一新兴的学科领域被称为分子系统学，它为预测基因的功能、追溯传染病病毒的感染源提供了新的解决之道。     

冠状病毒单克隆抗体治疗药物相关专利浅析

冠状病毒,如SARS-CoV、MERS-CoV以及新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的流行严重威胁了人类生命健康并造成了重大社会经济损失.本文主要针对冠状病毒单克隆抗体药物的专利申请布局和临床试验成果进行分析.专利申请方面,诊断性冠状病毒单克隆抗体专利申请的比例高于治疗性单克隆抗体,治疗性单克隆抗体专利申请以产品类为主,作用靶点主要集中在S蛋白或其受体结合区;中国专利申请的比重小于国外专利申请,中国专利以高校和科研院所为主要申请主体.临床研究成果方面,用于治疗MERS-CoV的单克隆抗体药物尚处于临床试验阶段,通过特异靶向MERS-CoV的S蛋白来阻断病毒感染细胞;未追踪到针对新型冠状病毒单克隆抗体药物的临床研究.由于新型冠状病毒的受体结合区与SARS-CoV存在交叉的表位肽,通过验证抗SARS-CoV的单克隆抗体用于治疗新型冠状病毒的效果,进而布局应用于抗新型冠状病毒的单克隆抗体的用途专利申请.针对新型冠状病毒受体结合区的阻断性单克隆抗体可作为治疗新型冠状病毒的潜在药物,相关专利申请和药物研发也将是未来的热点.     

Vero细胞培养传代后的2株SARS冠状病毒基因组序列变异分析

RNA病毒在复制时有易出错的倾向, 因此SARS病毒在传染或传代过程中易发生突变而产生不同的毒株, 这种机制也利于病毒逃脱宿主的免疫系统而生存下来. 许多研究也表明, 不同的SARS病毒分离株的全基因组序列存在不同程度的差异, 这些差异的研究无疑对SARS病毒疫苗的研制具有重要的指导意义. 同时, 对SARS病毒在传代过程中的遗传稳定性及核酸特性的分析, 是SARS疫苗研制不可或缺的环节. 采用PCR产物直接测序的方法, 对2株用Vero细胞培养经过多次传代的SARS病毒进行了全基因组序列的测定, 通过比较分析发现该病毒在传代过程中具有高遗传稳定性, 其中检定参比株(Sino1株)2和11代全基因组序列比较有4个碱基的变化, 而候选疫苗株(Sino3株)3与10代的基因组全序列仅有1个碱基的差异. SARS病毒在Vero细胞上传代的遗传稳定性表明, 以此制备的灭活病毒疫苗是稳定的.     

一种基于结构域的蛋白质功能分类预测新方法

从已知的蛋白质序列数据出发，预测蛋白质的功能是生物信息学研究的一项重要任务。常见而有效的一种方法是将蛋白质按照其序列特征归并到不同的功能类中去。据此我们应用最大似然估计（MLE）算法，发展了一种以蛋白质结构域组成特征为基础的方法，对蛋白质进行功能分类。我们对酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因组用MLE方法和文献中记载的另一种方法进行了预测，并对两种方法进行了比较。结果表明MLE方法预测明显优于文献中记载的另一种方法。MLE方法的特异性达到75.45%，敏感性达到40.26%。这个结果也说明结构域是蛋白质的一个重要特性，它与蛋白质的功能紧密相关。