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最新計算分析:樹鼩、雪貂或是新冠病毒潛在中間宿主?
4月6日,大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院副教授楊永亮等人在預(yù)印本平臺bioRxiv在線發(fā)表論文(未經(jīng)同行審議),指出樹鼩和雪貂可能是新冠病毒傳播的兩種中間宿主。
楊永亮等人采用了分子動力學(xué)模擬和自由能計算方法,研究了蝙蝠冠狀病毒與47個代表動物的ACE2蛋白結(jié)合情況。結(jié)果顯示,中國樹鼩和雪貂獲得了最好的兩種結(jié)合自由能,RaTG13-CoV-RBD與樹鼩和雪貂的結(jié)合力遠強于穿山甲。
“這表明,如果SARS-CoV-2是蝙蝠冠狀病毒突變或重組的自然選擇,穿山甲可能不是中間宿主”。論文寫到。
計算角度分析
楊永亮等人認為,病毒受體與宿主受體結(jié)合的計算分析可能有助于快速確定可能潛在的中間宿主。
他們首先從計算的角度研究了新冠病毒、SARS病毒、蝙蝠冠狀病毒(RaTG13-CoV)和Bat-CoV這四種冠狀病毒與人ACE2的結(jié)合。在分子動力學(xué)(MD)優(yōu)化模板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過同源性建模首次建立了RaTG13-CoV和Bat-CoV的RBD結(jié)構(gòu)。隨后,研究人員通過蛋白質(zhì)對接和20ns-MD模擬,預(yù)測了RaTG13-CoV和Bat-CoV與人ACE2的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
論文用MM/PBSA法計算了四種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)合自由能,結(jié)果表明,與其他三種冠狀病毒(SARS-CoV:-785.71 kcal/mol;RaTG13-CoV:-682.61 kcal/mol;Bat-CoV:-284.76 kcal/mol)相比,新冠病毒獲得了最佳結(jié)合能(-904.76 kcal/mol)。
論文指出,與新冠病毒或SARS病毒相比,兩種蝙蝠源冠狀病毒不能有效地與人ACE2結(jié)合。這意味蝙蝠源冠狀病毒在有效傳播給人類之前,可能需要利用中間宿主作為適應(yīng)或重組的宿主。樹鼩和雪貂的結(jié)合力遠強于穿山甲
在前述假設(shè)成立的情況下,楊永亮等人從Pfam數(shù)據(jù)庫和NCBI數(shù)據(jù)庫中收集了47個代表動物的ACE2序列。作者將所有動物的ACE2結(jié)構(gòu)首先通過同源性建模和MD優(yōu)化構(gòu)建,選擇蝙蝠源性冠狀病毒RaTG13-CoV的RBD結(jié)構(gòu)作為探針來檢測ACE2受體的結(jié)合。
結(jié)果顯示,與其他物種相比,中國樹鼩和雪貂獲得了最好的兩種結(jié)合自由能,數(shù)據(jù)分別為-678.22 kcal/mol和-665.86 kcal/mol。此外,研究還發(fā)現(xiàn),RaTG13-CoV-RBD與樹鼩和雪貂的結(jié)合力遠強于穿山甲(-506.49 kcal/mol)。

同時論文也指出,本研究的主要局限性在于缺乏更多動物種類的ACE2蛋白的額外數(shù)據(jù)集。此外,論文多次強調(diào),該分析基于蝙蝠源冠狀病毒使用ACE2作為中間動物感染的細胞進入受體的假設(shè),因此論文關(guān)注CoV-RBDs與ACE2受體的相互作用。
中間宿主仍然未知
“總之,我們不排除冠狀病毒從蝙蝠或其他自然宿主直接傳播給人類的可能性,這值得進一步研究。對人類和可疑動物(包括樹鼩和雪貂)肺炎的持續(xù)監(jiān)測,對于了解和控制新冠病毒引起的人畜共患病傳播事件至關(guān)重要?!闭撐膶懙?。
自從新冠肺炎疫情發(fā)生以來,對于中間宿主的尋找和研究從未停止,多種動物都曾被列為可能的潛在中間宿主。
1月22日,北京大學(xué)團隊發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒與蛇具有相似的密碼子使用偏倚,推斷蛇可能是潛在中間宿主。
2月3日,中科院武漢病毒所石正麗團隊在Nature發(fā)表的論文顯示,中華菊頭蝠最有可能是新冠病毒的自然宿主。
2月6日,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊研究表明,穿山甲為新型冠狀病毒潛在中間宿主。2月20日,香港大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院教授管軼在穿山甲樣本中發(fā)現(xiàn)了冠狀病毒,再次表明穿山甲應(yīng)被視為新型冠狀病毒的可能中間宿主。
2月26日,湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院的劉龍聯(lián)合廣州暨南大學(xué)吳建國課題組在《醫(yī)學(xué)病毒學(xué)雜志》上發(fā)表論文,表示龜類(西部錦龜、綠海龜、中華鱉)也可能是將新冠病毒傳播給人類的潛在中間宿主。
從蝙蝠到穿山甲、樹鼩、雪貂,新冠病毒的中間宿主仍然撲朔迷離,所有的推斷仍需研究工作繼續(xù)證實。
(原標(biāo)題 最新計算分析:樹鼩、雪貂或是潛在中間宿主)





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