【文章阅读】新型冠状病毒基因组的生物进化网络分析

这是一篇3月30号发表在PNAS上的文章,作者来自德国和英国的研究团队。

从160个新型冠状病毒(SARS-Cov-2, COVID-19)的全基因组的生物进化网络的分析中,我们发现根据突变导致的氨基酸的改变将已知的病毒分为三组变异体,分别命名为A型、B型和C型,其中根据与蝙蝠所携带病毒对比,A型被认为是祖先型病毒。A型和C型病毒主要分布在东亚以外的地方,即是欧洲和美洲地区。相比之下,B型病毒主要分布在亚洲地区, 其祖先型病毒在没有突变成B型之前似乎没有在东亚以外的地区爆发,这表明由于始祖效应、免疫的或者环境的影响,亚洲以外的地区对这种病毒有抵抗力。这个网络忠实的记录了在案的新冠患者的感染途径,表明生物进化网络可以被成功的用来帮助追溯未记录的感染源,然后对其进行隔离来阻断这一世界性疾病的反复传播。


抽取一下文中的关键点:

1: 数据来源:GISAID数据库 (https://www. gisaid.org/),在3月初的时候已经有253个新冠病毒的全基因组或者部分基因的测序数据。4月13号,该数据库已经有7681条序列了。数据库的访问需要首先获取访问权限;

2: A型病毒与蝙蝠所携带的病毒的序列相似度为96.2% (P. Zhou et al., A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 579, 270–273 (2020));

3: B型病毒从A型病毒进化而来,主要有两个突变:(1)同义突变T8782C,这一突变未引起转录蛋白中氨基酸的变化,(2)非同义突变C28144T,这一突变导致了转录的蛋白中的一个亮氨酸(L)变成了丝氨酸(S);

4: C型病毒从B型病毒突变而来,含有一个非同义突变G26144T,该突变将转录的蛋白中的甘氨酸变为了缬氨酸;

5: 生物进化网络的分析方法在各种不同的物种中已经使用了超过10000次,通常被用来重建史前人类群体的运动和生态的研究,很少被用于病毒学的研究;

6: 之所以使用A型病毒作为祖先型病毒而不是最早的基因组样本,是由于最早的样本已经和蝙蝠身上所携带的病毒的进化距离比较远。

7: 使用到的算法:Median-joining network 算法和 Steiner 算法, 这两种算法均包含在软件 Network5011CS (https://www.fluxus- engineering.com/)中,分析中参数epsilon被设置为0。

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