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人兽共患病室科学发现获《Nature Reviews Microbiology》高度评价

2014-06-17 10:50打印
  我所张永振研究员带领的人兽共患病室于2014年5月6日在《美国科学院院报(Proceedings of the National Academy of Sciences)》杂志第111卷18期上发表题为“一个含有不分节段病毒基因组的分节段蜱传病毒(A tick-borne segmented RNA virus contains genome segments derived from unsegmented viral ancestors)”的学术论文后,国际著名学术期刊《Nature Reviews Microbiology》于6月9日发表了英国桑格研究所Hayley M. Bennett博士撰写的“新型蜱病毒拨开迷雾(Split reality for novel tick virus)”评论文章,高度评价了该论文的重要科学意义。
  
  评论文章译文:
  
  新型蜱病毒拨开迷雾
  
  Hayley M. Bennett
  
  The Sanger Institute, Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Cambridge CB10 1SA, UK.
  
  本月的基因组瞭望讲述的是一个分节段RNA病毒的发现,该病毒把分节段和不分节段病毒之间的进化关系有机地联系起来。
  
  RNA病毒的基因组要么由单一单元(不分节段)或多个单元(分节段)组成,而且这一组成形式在同一科的病毒中是保守的。由于不同病毒科间序列的高度差异,分节段与不分节段基因组之间的进化关联一直没有被找到。然而,新发现的RNA病毒揭开了分节段与不分节段病毒基因组之间进化关系的神秘面纱。
  
  在从蜱中筛选淮阳山病毒(引起人出血热样疾病)的过程中,覃等意外地发现了两条类似黄病毒的RNA序列。黄病毒是只有一个开放阅读框(ORF)的不分节段RNA病毒,该开放阅读框被翻译成一条大的多肽,然后经病毒和细胞的蛋白酶剪切成病毒的结构蛋白和非结构蛋白,其中包括为RNA戴帽和调节病毒基因组复制的NS3和NS5蛋白。样品中检测到的RNA序列类似于黄病毒NS3和NS5的RNA序列,并用基因组步移法来延伸这两条基因序列。覃等用含有该RNA的蜱匀浆液接种到昆虫和哺乳动物细胞,病毒能在细胞中增殖。因此他们推断这是一个新发现的病毒,依据发现该病毒的地区和宿主将该病毒命名为荆门蜱病毒(JMTV)。
  
  感染细胞的电子显微镜图像表明JMTV病毒颗粒呈球形、有包膜、且比黄病毒颗粒稍大。因为黄病毒是不分节段的单链病毒,覃等预期NS3和NS5样基因片段应能连接起来。然而,尽管高通量测序成功地延伸了这两条片段的长度,但是仍无法将二者连接起来,这意味着该病毒是一分节段病毒。高通量测序结果显示这两条片段均含有5’ 和3’非编码区,以及3’端的多聚核苷酸(polyA)结构,意味着这两个片段有两个独立的ORF,病毒序列上这些非同寻常的特征表明该病毒不同于经典的黄病毒。
  
  作者还创造性地利用高通量测序结果,寻找与NS3和NS5样片段具有相似表达水平的核苷酸片段。结果找到了两个候选片段序列,而且这两条片段不存在于蜱的基因组中,也不能用PCR的方法直接扩增出来,这提示这些片段来源于病毒RNA。经过分析,这四个基因片段均含有保守的5’和3’序列,为证明它们同属于一个病毒提供了强有力的证据。四个节段组成了含有11401个碱基的基因组,序列分析确认了NS3和NS5样片段编码非结构蛋白,另外两个片段则被预测可能编码囊膜蛋白、衣壳蛋白和跨膜蛋白。有趣的是,Blast搜索结果显示新发现的序列与犬弓蛔虫(也称狗蛔虫)中未经注释的转录组有较高的同源性。作者注意到,与荆门病毒类似,在犬弓蛔虫的转录组中有4个高表达的缺少DNA形式的RNA序列。因此,作者推测他们来源于相关的病毒,并命名该推断的病毒为T. canis larva agent (TCLA).
  
  令人惊奇的是,JMTV与TCLA的四个RNA节段展示了明显的序列相似性。在用NS3和NS5样序列构建的系统发生树,JMTV和TCLA聚集成为黄病毒科的一个单源群,这意味着他们拥有共同的祖先。至今,还不清楚基因组分节段化的进化成本与收益。计算模型表明更短的基因组更有利于基因组的稳定。JMTV本身是个成功的病毒:在中国湖北省,该病毒在不同的蜱中流行广泛,经叮咬牛宿主在不同蜱种间传播。
  
  该研究提供了一个分节段基因病毒组含有至少部分来源于不分节段病毒基因组的第一个例子。在跟进他们最初的研究发现时,作者出乎意料地发现了一个新病毒,该病毒基因组的非凡起源提示我们需要仔细地研究导致病毒基因组节段化的可能进化途径。
 
评论原文






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