新型冠状病毒可以被快速重建？

雨佳张江评论

2020年05月29日 06:05

大型RNA病毒基因组，如冠状病毒，因其大小和稳定性问题，很难在大肠杆菌中克隆和操作。因此，目前生物学研究领域亟须一个快速而强大的合成RNA病毒的遗传学平台。其中，反向遗传学平台俨然成为生物遗传学研究领域不可或缺的工具。

瑞士伯尔尼大学和病毒与免疫学研究所的研究人员基于酵母的合成基因组学平台，重建了包括冠状病毒（属于冠状病毒科）、寨卡病毒（属于黄病毒科）和人呼吸道合胞病毒（属于副粘液病毒科）等的多种RNA病毒，为后续研究病毒发病机理和相应疫苗的研发工作建立了一个快速、稳定和通用的反向遗传学平台。同时，也加快研究人员解码诸如新型冠状病毒（SARS-CoV-2）在内的冠状病毒的步伐。

研究人员基于病毒分离物、克隆的病毒DNA、临床样品或合成DNA生成病毒亚基因组片段，并使用转化相关重组（TAR）克隆在酵母中一步组装，以将基因组维持为酵母人工染色体（YAC）。T7-RNA聚合酶被用来产生感染性RNA，形成活性RNA病毒。

基于以上方法，研究人员首先在体外成功合成了带有绿色荧光蛋白的小鼠肝炎病毒（MHV-GFP）序列并合成相应病毒。病毒检测结果显示，该合成病毒的感染及复制活性与模板病毒相类似。随后，研究人员通过同样的方法在体外获得重组中东呼吸综合征冠状病毒（rMERS-CoV）和带有绿色荧光蛋白的MERS（rMERS-CoV-GFP）。虽然病毒检测结果表明rMERS-CoV及rMERS-CoV-GFP复制活性相对原始MERS有降低，但此方法仍适用于合成修改冠状病毒基因组。

接下来，研究人员在收到合成DNA片段后仅1星期的时间内，对SARS-CoV-2的化学合成克隆进行工程改造和复活。研究人员以相似的方式克隆了SARS-CoV-2的全病毒基因组并成功合成了重组SARS-CoV-2（rSARS-CoV-2）和带有绿色荧光蛋白的rSARS-CoV-2（rSARS-CoV-2-GFP），其复制活性与分离的病毒相似。

总体而言，以上结果表明，利用反向遗传学平台在短时间内将合成的病毒基因组片段重新组装，最终获得rSARS-CoV-2和rSARS-CoV-2-GFP的全部序列。相比大肠杆菌的克隆方法，该平台为RNA病毒基因组的合成节省了大量的时间。此外，该系统可在无需获得临床样本的前提下即可获得传染性病毒，这对今后出现的新兴病毒及突变体的功能进行表征。同时，该系统会为深入探究病毒机理提供参考平台，为对应的疫苗和药物研发工作提供指导意义。

原文请参见：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2294-9。

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