研究人员已经确定了COVID-19和SARS病毒遗传密码的特定部分,可能促进病毒的生命周期。这项新技术是研究人员确定以RNA (DNA的化学表亲)形式存储的更稳定的基因序列的第一个工具。
“目前的疫情非常严重,我们希望为全球加速冠状病毒研究做出贡献。我们的研究包括许多类型的病毒,但我们决定把重点放在我们的冠状病毒研究结果上。”东京大学同位素科学中心的Nobuyoshi Akimitsu教授说。
许多病毒家族——包括流感病毒和冠状病毒——以RNA的形式储存它们的基因序列,RNA潜入人体细胞,诱使细胞制造更多的病毒。病毒需要它们的RNA来保持稳定,抵抗宿主免疫系统对其RNA的降解。
研究小组将他们的技术命名为“命运序列”,因为它的目的是确定一个基因序列的命运,它是会持续存在还是会根据其稳定性而退化。
“命运序列技术是一个非常简单的想法。我们以一种新的方式结合了现有的技术。”Akimitsu解释道。
为了进行命运序列分析,研究人员首先将基因组切成短片段。即使是极其危险的病原体,如果研究人员只研究它们基因组的短片段、分离的片段,它们也会变得无害。
研究人员从病毒基因组的片段合成RNA,并通过下一代测序检查它们的命运,杏耀也就是稳定性。下一代测序使研究人员能够快速同时确定单个RNA链的确切序列。然后,计算机程序可以识别出基因序列中的模式或有趣的差异,以便进一步研究细节。
研究人员研究了26种病毒基因组的11,848个RNA序列,其中包括导致SARS的SARS冠状病毒的RNA序列。SARS是一种突发急性呼吸系统综合症,2003年上半年造成774人死亡。研究人员鉴定出总共625个稳定的RNA片段。在稳定的RNA片段中,有21个来自SARS-CoV。
研究人员将21个SARS-CoV稳定基因组片段与其他类型冠状病毒的完整基因序列数据进行了比较。SARS-CoV的两个稳定片段在其他进化上相似的冠状病毒中非常常见,包括导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2。
预测模型显示,这两个稳定的RNA片段可能形成茎-环结构。茎环是RNA的短片段,
杏耀手机客户端 ,它们不是保持直线,而是向前折叠并结合在一起,形成发夹形状。
最值得注意的是,其中一个稳定片段只在COVID-19病毒中形成茎-环,而不是在SARS病毒中,这是因为这两种病毒的RNA编码存在一些微小但重要的差异。
Akimitsu说:“这种SARS-CoV-2基因片段的茎环结构在计算机模型中非常稳定,我们认为这种结构可能会提高病毒的存活率。”
除了更好地了解危险的病毒,研究人员希望利用命运序列分析来了解RNA稳定性的基本规则,杏2杏耀并推动新型药物的开发。人类细胞使用RNA作为DNA和蛋白质之间的中间信使。设计稳定且容易让细胞转化为蛋白质的rna药物,可以治疗遗传疾病,而不会有改变DNA的危险。