最新計算分析:樹鼩、雪貂或是新冠病毒潛在中間宿主?
2020年04月06日17:18

原標題: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,大連理工大學生物工程學院副教授楊永亮等人在預印本平台bioRxiv在線發表論文(未經同行審議),指出樹鼩和雪貂可能是新冠病毒傳播的兩種中間宿主。

楊永亮等人採用了分子動力學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蛋白結合情況。結果顯示,中國樹鼩和雪貂獲得了最好的兩種結合自由能,RaTG13-CoV-RBD與樹鼩和雪貂的結合力遠強於穿山甲。

“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合的計算分析可能有助於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的結合。在分子動力學(MD)優化模板結構的基礎上,通過同源性建模首次建立了RaTG13-CoV和Bat-CoV的RBD結構。隨後,研究人員通過蛋白質對接和20ns-MD模擬,預測了RaTG13-CoV和Bat-CoV與人ACE2的復合結構。

論文用女生/PBSA法計算了四種複雜結構的結合自由能,結果表明,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或重組的宿主。

樹鼩和雪貂的結合力遠強於穿山甲

在前述假設成立的情況下,楊永亮等人從Pfam數據庫和NCBI數據庫中收集了47個代表動物的ACE2序列。作者將所有動物的ACE2結構首先通過同源性建模和MD優化構建,選擇蝙蝠源性冠狀病毒RaTG13-CoV的RBD結構作為探針來檢測ACE2受體的結合。

結果顯示,與其他物種相比,中國樹鼩和雪貂獲得了最好的兩種結合自由能,數據分別為-678.22 kcal/mol和-665.86 kcal/mol。此外,研究還發現,RaTG13-CoV-RBD與樹鼩和雪貂的結合力遠強於穿山甲(-506.49 kcal/mol)。

同時論文也指出,本研究的主要局限性在於缺乏更多動物種類的ACE2蛋白的額外數據集。此外,論文多次強調,該分析基於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,因此論文關注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)肺炎的持續監測,對於瞭解和控製新冠病毒引起的人畜共患病傳播事件至關重要。”論文寫到。

自從新冠肺炎疫情發生以來,對於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,北京大學團隊發現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,華南農業大學團隊研究表明,穿山甲為新型冠狀病毒潛在中間宿主。2月20日,香港大學公共衛生學院教授管軼在穿山甲樣本中發現了冠狀病毒,再次表明穿山甲應被視為新型冠狀病毒的可能中間宿主。

2月26日,湖北醫藥學院附屬人民醫院的劉龍聯合廣州暨南大學吳建國課題組在《醫學病毒學雜誌》上發表論文,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證實。

(原標題 最新計算分析:樹鼩、雪貂或是潛在中間宿主)

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