SARS-CoV-2看起来像是来自两个不同物种的病毒的杂交

关于这场流行病持续时间最长的问题之一是一个简单的问题：它是从哪里来的？一种以前似乎从未感染过人类的病毒是如何突然出现在我们人类身上的，并配备了在几个月内从中国席卷全球所需的东西？

对病毒基因组的分析是模棱两可的。一些分析认为它起源于当地的蝙蝠种群。其他人则强调了穿山甲与穿山甲的相似之处，穿山甲可能是由野生动物贸易带来的。证据较少的想法包括逃离研究实验室或放错位置的生物武器。现在，美国的一个研究小组对大量的病毒基因组进行了详细的分析，他们发现进化是从多个部分拼凑而成的病毒-大多数来自蝙蝠，但穿山甲的关键贡献也来自穿山甲。

来自不同物种的病毒片段是如何最终被捣碎在一起的呢？潜在的生物学是一种常见生物过程的独特病毒扭曲：重组。

在细胞中，重组是遗传学的正常部分。任何时候，只要两个DNA分子有广泛的相似之处，它们就有可能交换碎片。结果产生了一种杂交分子：一段来自父母DNA的DNA，然后是另一段DNA的延伸。结果，两个母体分子之间的一些差异被打乱了--每个母体的一些差异最终会出现在最终的分子上。

重组是复杂细胞繁殖的正常部分。如果你碰巧有了后代，你已经给了那个孩子一组染色体，这些染色体是你父母给你的染色体的混合片段。重组也可以在更简单的细胞中发生，在那里它一直是我们用来将新的或改变的基因工程到细菌基因组中的主要工具。而且，由于进行重组的分子并不特别挑剔它们与哪些DNA分子一起工作，所以如果超过一种病毒株感染单个细胞，那么感染细胞的DNA病毒有时就会重组。

然而，那些密切关注病毒的人可能会想知道这里发生了什么。所有这些重组都发生在DNA分子之间。但是冠状病毒基因组是由RNA组成的。那它为什么要在那里工作呢？

答案是它没有。但是其他过程基本上执行相同的功能，将RNA片段混合在一起形成不同的基因组合。例如，流感病毒将其基因组分布在八种不同的分子上，使被不止一种流感病毒株感染的细胞产生具有来自两种株的分子的随机分类的病毒颗粒。

冠状病毒的基因组是一个单一的长RNA分子，所以这种重组在那里是行不通的。但它仍然可以重组。复制RNA基因组的酶从它的一端移动到另一端，一边复制一边复制。然而，有时它可能会失速，从它正在复制的分子上脱落，同时仍然紧紧抓住它的部分完整复制。在许多情况下，复制将被中止。但在另一些情况下，它可以抓住一个新的基因组，并使用复制来恢复它停止的地方。

关键的是，它用来重新启动复制的新分子不一定是它最初复制的那个分子。它只需要与它复制的第一个相似-它不一定是相同的。因此，这一过程可以允许从进化角度来看关系相对较远的病毒之间的重组。他们所要做的就是感染同一宿主。

既然我们知道重组是可以发生的，我们该如何去寻找它呢？这里的关键是，我们现在在公共数据库中有来自许多不同主机的大量冠状病毒序列。敬业的公共卫生研究人员甚至进入并采样了数十个蝙蝠来源，以寻找可能引发大流行的菌株。因此，为了进行新的分析，研究小组开始收集来自不同物种的43种不同的冠状病毒，包括人类、蝙蝠和已知与SARS-CoV-2相似的穿山甲序列。

基础基因组分析证实，SARS-CoV-2与从蝙蝠身上分离出的一些病毒关系最密切。但病毒的不同区域或多或少与不同的蝙蝠病毒有关。换句话说，你会看到一段很长的RNA，它与蝙蝠的一种病毒最相似，但随后它会突然切换，看起来与另一种不同的蝙蝠病毒最相似。

这种模式正是你从重组中所期待的，在这种情况下，两个不同分子之间的切换会导致发生交换的点的序列突然改变。(你会看到这一点，而不是两个亲本分子在基因组中均匀分布的差异。)。

但这种蝙蝠病毒的混合有一个值得注意的例外：位于病毒表面并附着在人类细胞上的刺突蛋白。在这里，研究人员发现了与早期研究完全一致的结论：决定与人类细胞上哪些蛋白质相互作用的刺突蛋白的一个关键部分来自穿山甲版本的病毒，通过重组。

换句话说，来自早期工作的两个想法都是正确的。SARS-CoV-2与蝙蝠病毒关系最密切，与穿山甲病毒关系最密切。这只取决于你在基因组中的什么位置。

从这项研究中得出的另一点信息是病毒蛋白的变化在哪里是可以容忍的。这种不能容忍基因组某一区域的变化往往表明由该基因组部分编码的蛋白质具有重要功能。研究人员鉴定了其中的一些，其中之一是来自穿山甲病毒的刺突蛋白的一部分。在大流行期间分离的所有6400个SARS-CoV-2基因组中，只有8个来自单个病例群的基因组在该地区发生了任何变化。因此，看起来穿山甲序列对病毒攻击人类的能力至关重要。

所有这一切都有一些好消息：关于这是一次逃逸武器实验的传言，就基因组序列告诉我们的生物学而言意义不大。然而，不太令人放心的是，这些序列告诉我们关于我们周围可能正在进行的巨大的自然实验的信息。这告诉我们，似乎有大量的冠状病毒定期交换遗传信息。而且，虽然感染同一物种的病毒之间的交换更常见，但贡献可能来自更远距离的亲缘关系更远的病毒，这是完全有可能的。

作者发现有证据表明，来自不同物种的病毒可能会经历不同的选择压力，这并不令人惊讶。但当这些病毒跳到一个新物种时，这也会产生难以预测的结果-如果它们随后与该物种原生的其他病毒交换信息，难度将会增加。

综上所述，似乎存在着无数的冠状病毒(包括许多我们不知道的)，一些物种正在充当创造新基因组合的实验室。而且，现在，我们只有一个非常部分的窗口来了解与人类有频繁接触的物种的潜力。作者引用的一些研究表明，人类至少接触过其中的一些病毒(基于对它们的抗体)-幸运的是，没有发生大的疫情。

所有这些都表明，更多的大流行是何时的问题，而不是是否会的问题。但是，当然，在MERS和最初的SARS之后，人们就已经提出了这一点，而全世界作为一个整体在研究风险、努力治疗或为大流行的到来制定计划方面做得非常少。我们只能希望新冠肺炎这个更明显的例子能改变这一点。