根据基因组分析,许多动物物种对SARS-CoV-2 / COVID-19脆弱

基因组分析动物物种COVID-19风险

一项新的基因组研究对410种脊椎动物SARS-CoV-2刺突蛋白结合ACE2受体位点的潜力进行了排名。与人类结合位点氨基酸相同的旧大陆灵长类动物和类人猿与ACE2结合的倾向非常高,很有可能感染SARS-CoV-2。资料来源:Matt Verdolivo/UC Davis

  • 很多哺乳动物都可能被感染SARS-CoV-2通过ACE2受体
  • 一些濒危物种通过ACE2感染SARS-CoV-2的风险最高
  • 这些物种可能容易受到人类SARS-CoV-2的溢出影响,应成为监测和保护工作的重点
  • 这项研究可以帮助识别SARS-CoV-2的一个或多个中间宿主

人类并不是唯一面临SARS-CoV-2潜在威胁的物种新型冠状病毒肺炎加州大学戴维斯分校的一项新研究显示,美国人的生活水平在不断提高。

一个国际科学家团队使用基因组分析,比较了410种不同种类的脊椎动物(包括鸟类、鱼类、两栖动物、爬行动物和哺乳动物)体内的病毒主要细胞受体——血管紧张素转换酶-2(简称ACE2)。

ACE2通常存在于许多不同类型的细胞和组织中,包括鼻、口和肺的上皮细胞。在人类中,25


Amino acids are a set of organic compounds used to build proteins. There are about 500 naturally occurring known amino acids, though only 20 appear in the genetic code. Proteins consist of one or more chains of amino acids called polypeptides. The sequence of the amino acid chain causes the polypeptide to fold into a shape that is biologically active. The amino acid sequences of proteins are encoded in the genes. Nine proteinogenic amino acids are called "essential" for humans because they cannot be produced from other compounds by the human body and so must be taken in as food.
" class="glossaryLink ">氨基酸ACE2蛋白对病毒结合和进入细胞非常重要。

研究人员使用了这25个氨基对ACE2蛋白的序列进行分析,并与SARS-CoV-2刺突蛋白一起对其预测的蛋白质结构进行建模,以评估在不同物种的ACE2蛋白中发现了多少这些氨基酸。

这篇论文的第一作者、加州大学戴维斯分校的博士后研究员Joana Damas说:“据预测,所有与人类蛋白质匹配的25个氨基酸残基的动物通过ACE2感染SARS-CoV-2的风险最高。”“预计该物种的ACE2结合残基与人类的差异越大,这种风险就会降低。”

国际自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature)将可能易受SARS-CoV-2感染的物种中,约40%被列为“受威胁”物种,尤其容易受到人传人动物的影响。这项研究发表在8月21日的《美国国家科学院院刊》上。

该研究的主要作者、加州大学戴维斯分校(UC Davis)进化和生态学的著名教授哈里斯·卢因(Harris Lewin)说:“这些数据为确定脆弱和受威胁的有感染SARS-CoV-2风险的动物种群提供了重要的起点。”“我们希望它能启发在大流行期间保护动物和人类健康的做法。”

濒临灭绝的物种被预测处于危险之中

一些极度濒危的灵长类物种,如西部低地大猩猩、苏门答腊猩猩和北方白颊长臂猿,预计将处于非常高的风险,通过其ACE2受体感染SARS-CoV-2。

其他被标记为高风险的动物包括海洋哺乳动物,如灰鲸和宽吻海豚,以及中国仓鼠。

研究发现,猫、牛和羊等家畜具有中等风险,狗、马和猪具有较低的ACE2结合风险。这与感染和疾病风险之间的关系需要未来的研究来确定,但对于那些已知传染性数据的物种来说,相关性是很高的。

在有记录的貂、猫、狗、仓鼠、狮子和老虎感染SARS-COV-2的病例中,病毒可能使用ACE2受体,或者它们可能使用ACE2以外的受体来获得宿主细胞。较低的结合倾向可以转化为较低的感染倾向,或较低的感染在动物或动物之间传播的能力,一旦建立。

由于动物和人类都有可能感染这种新型冠状病毒,包括国家动物园(National Zoo)和圣地亚哥动物园(San Diego Zoo)在内的机构都加强了保护动物和人类的项目。国家动物园和圣地亚哥动物园都为这项研究提供了基因组材料。

“人畜共患疾病以及如何防止人与动物之间的传播对动物园和动物护理专业人员来说并不是一个新的挑战,”史密森尼-梅森保护学院的高级研究员、史密森尼保护生物学研究所物种生存中心和保护基因组学中心的前保护生物学家克劳斯-彼得·科普弗利说。yabo124“这些新信息使我们能够集中精力,制定相应的计划,保护动物和人类的安全。”

作者敦促不要根据计算结果过度解释预测的动物风险,并指出实际风险只能通过额外的实验数据来证实。动物的名单可以找到在这里

研究表明,SARS-CoV-2的直接祖先可能起源于一种蝙蝠.蝙蝠通过ACE2受体感染新型冠状病毒的风险非常低,这与实际实验数据一致。

蝙蝠是否直接将这种新型冠状病毒直接传播给人类,或者它是否通过一个中间宿主,目前尚不清楚,但这项研究支持了一个或多个中间宿主参与的想法。这些数据使研究人员能够锁定哪些物种可能在野外充当了中间宿主,从而帮助控制未来人类和动物种群中SARS-CoV-2感染的爆发。

参考:Joana Damas, Graham M. Hughes, Kathleen C. Keough, Corrie A. Painter, Nicole S. Persky, Marco Corbo, Michael Hiller, Klaus-Peter Koepfli, Andreas R. Pfenning, Huabin Zhao, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Katherine S. Pollard,Oliver A. Ryder, Martin T. Nweeia, Kerstin Lindblad-Toh, Emma C. Teeling, Elinor K. Karlsson and Harris A. Lewin, 21 August 2020,美国国家科学院院刊
DOI: 10.1073 / pnas.2010146117

该研究的其他作者包括:加州大学戴维斯基因组中心的Marco Corbo;Graham M. Hughes和Emma C. Teeling,都柏林大学学院,爱尔兰;格莱斯顿研究所和加州大学旧金山分校的凯瑟琳·c·基奥和凯瑟琳·s·波拉德;Corrie A. Painter, Nicole S. Persky, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Kerstin lindblado - toh和Elinor K. Karlsson, Broad研究所麻省理工学院马萨诸塞州剑桥的哈佛大学;迈克尔·希勒,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所,德累斯顿,德国;yabo124Andreas R. Pfenning,卡内基梅隆大学,匹兹堡;赵华斌,武汉大学,中国武汉;Oliver A. Ryder,圣地亚哥动物园保护研究所,Escondido和加州大学圣地亚哥分校;Martin T. Nweeia,哈佛口腔医学院,波士顿,华盛顿特区史密森学会

这项研究是作为基因组10K组织的一部分进行协调的,该组织包括Bat1K、Zoonomia、脊椎动物基因组计划和地球生物基因组计划。美国国家生物技术信息中心的基因库、圣地亚哥动物园的冷冻动物园和史密森尼的全球基因组计划也提供了这项研究的基因组信息。这项研究得到了罗伯特和罗萨贝尔·奥斯本基金会的支持。