諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主梅達(dá)沃（P. B. Medawar）曾說，病毒“只是包裹在蛋白質(zhì)中的一條壞消息”。新冠病毒的“壞消息”，由一條核糖核酸（RNA）分子寫成。在疫情爆發(fā)后不久，科學(xué)家們就迅速讀出了病毒基因組RNA的序列。然而，這條由大約30000個(gè)堿基組成的“壞消息”并不簡單。對于其中攜帶的基因信息，我們可能剛開始讀出它有多么復(fù)雜。

10日，《細(xì)胞》雜志上線一篇最新研究論文，為我們詳細(xì)分析了新冠病毒的RNA，揭示出許多過去未知的特征。這項(xiàng)研究的主要負(fù)責(zé)人之一是RNA生物學(xué)專家、韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所（IBS）的金娜蕊（KIM V. Narry）教授。

▲論文以“提前公開”的形式上線，以便讀者在排版和校對工作完成之前能盡快讀到其內(nèi)容（點(diǎn)擊文末“閱讀原文/Read More”即可訪問）

新冠病毒在侵入細(xì)胞后，會復(fù)制自己的基因組RNA，然后產(chǎn)生許多較短的RNA分子，稱為“亞基因組RNA”。利用這些亞基因組RNA分子，細(xì)胞內(nèi)生產(chǎn)出了病毒所需的各種蛋白，比如S蛋白、包膜蛋白等，從而裝配出更多的病毒顆粒。

根據(jù)先前一些研究的推測，組成新冠病毒顆粒的蛋白由10個(gè)亞基因組RNA編碼。在這篇論文中，研究人員對此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，其中9個(gè)亞基因組RNA確實(shí)存在，并定位出了這些RNA片段在基因組RNA上的具體位置；但過去預(yù)測的第10個(gè)亞基因組RNA看來并不存在。

▲9個(gè)亞基因組RNA在基因組中的確切位置，以及與新冠病毒顆粒結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系（圖片來源：參考資料[1]；Credit：IBS）

除了9個(gè)典型的基因組產(chǎn)物外，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于RNA分子會發(fā)生融合、缺失、移碼等事件，新冠病毒的基因組產(chǎn)物實(shí)際上要更多，存在數(shù)十個(gè)未知的亞基因組RNA。“這些分子事件可能導(dǎo)致冠狀病毒的相對快速進(jìn)化，但還需要進(jìn)一步研究。”金教授說道。

此外，研究人員在病毒RNA上發(fā)現(xiàn)了多種過去未知的化學(xué)修飾。與未修飾的RNA相比，化學(xué)修飾并不改變序列中的基本遺傳信息，但是，研究人員指出，它們有可能讓病毒具有一些新特征。“目前還不清楚這些修飾起到什么作用，但它們可能會幫助病毒避免宿主的攻擊。”研究人員猜測。因此，進(jìn)一步弄清這些特征，有望為對抗新冠病毒提供新的線索。

▲新冠病毒基因組(gRNA)和亞基因組RNA (S, 3a, E, M, 6, 7a, 7b, 8, N)的不同位置修飾程度不同，紅色箭頭所示為最常見的修飾位點(diǎn)（圖片來源：參考資料[1]；Credit：IBS）

值得一提的是，為了獲得詳細(xì)的病毒基因圖譜，這項(xiàng)研究采用了兩種測序技術(shù)：DNA納米球測序和納米孔直接RNA測序。其中，納米孔RNA直接測序可以用來直接分析病毒的整條RNA分子，而不必像傳統(tǒng)的RNA測序方法那樣先把RNA分子切成短片段再轉(zhuǎn)化為DNA。與此同時(shí)，DNA納米球測序雖然只能讀取短片段，但具有分析大量序列的高精度優(yōu)勢。研究人員介紹：“事實(shí)證明，這兩種技術(shù)分析病毒RNA具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。”

金娜蕊教授總結(jié)說：“我們不僅詳細(xì)研究了 新冠的結(jié)構(gòu)，還發(fā)現(xiàn)了許多新的RNA產(chǎn)物和RNA上多種未知的化學(xué)修飾。這項(xiàng)工作提供的新冠病毒高分辨率圖譜，將有助于我們了解病毒如何復(fù)制，以及如何逃脫人類的防御系統(tǒng)。”

伴隨著我們對新冠病毒的理解逐漸加深，我們期待更多科學(xué)研究為診斷和治療帶來好消息。

參考資料

[1] Dongwan Kim et al., (2020) The architecture of SARS-CoV-2 transcriptome. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.011

[2] New coronavirus (SARS-CoV-2) mapped out. Retrieved Apr. 10, 2020, from https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000738/selectBoardArticle.do?nttId=18344

原標(biāo)題：細(xì)思恐極……今日《細(xì)胞》發(fā)現(xiàn)，新冠病毒的基因組產(chǎn)物比我們想象中復(fù)雜得多