大多数流行病始于一种病毒或其他病原体从动物传播到人类。许多科学家认为这就是COVID-19的出现。导致这一疾病的病毒SARS-CoV-2与在蝙蝠中发现的冠状病毒密切相关。现在，来自加州大学旧金山分校定量生物科学研究所、载英医学学院、巴斯德研究所和弗雷德哈钦森癌症中心的研究团队发现了一个极小的基因差异，这有助于解释一些动物病毒如何适应人类并引发严重疾病。他们的研究发现发表在《细胞宿主与微生物》上，表明在一个冠状病毒蛋白中仅改变一个氨基酸，就能够改变病毒如何与蝙蝠和人类的免疫系统相互作用，从而导致对感染产生截然不同的反应。微小的基因变化，重大的生物影响。为了调查这一过程，研究人员比较了SARS-CoV-2和RaTG13，这是一种感染蝙蝠但不感染人类的相关冠状病毒。团队检查了每种病毒如何与人类和蝙蝠肺细胞中的免疫蛋白相互作用。这项工作得益于首次从大蹄蝠开发出的实验室培养肺细胞系。其中一种病毒蛋白，称为OrfB9，尤其重要。虽然SARS-CoV-2和RaTG13的OrfB9版本几乎完全相同，但它们在大约100个氨基酸中仅相差一个。人类和蝙蝠细胞中的不同反应。这个微小的差异产生了显著不同的效果。在人类肺细胞中，SARS-CoV-2版本的OrfB9关闭了一个重要的免疫警报系统，使得病毒能够更有效地复制。然而在蝙蝠肺细胞中，RaTG13版本激活了一种免疫蛋白，有助于控制病毒。研究结果表明，即使是极小的基因变化也能影响病毒是否能局限于其自然动物宿主，或获得在人体中繁衍的能力。QBI的主任、研究的高级作者Nevan J. Krogan博士表示：“一个留在蝙蝠中的病毒与一个溢出到人类并导致灾难性疾病的病毒之间的区别可以归结为极小的基因变化。通过在蛋白质层面绘制这些相互作用——跨越两种病毒和两种物种——我们可以解读出预测溢出风险的分子特征。这正是世界所需要的早期警报系统。”了解未来的溢出风险。这项研究为分子变化提供了新的见解，这些变化有助于动物病毒适应人类宿主。通过识别与溢出事件相关的特定蛋白质相互作用，科学家们可能能够在病毒引发未来疫情之前更好地识别出具有跨物种跳跃潜力的病毒。作者：加州大学旧金山分校的作者包括：Jyoti Batra，博士；Yuan Zhou，硕士；Rithika Adavikolanu；Durga Anand；Sooraj Verma；Martin Gordon，硕士；Shivali Malpotra，硕士；Jack M. Moen，博士；Ajda Rojc，硕士；Atoshi Banerjee，博士；Sourobh Maji，博士；Monita Muralidharan，博士；Helene Foussard，博士；Irene P. Chen，博士；CJ San Felipe，博士；Lorena Zuliani-Alvarez，博士；Promisree Choudhury，博士；Kirsten Obernier，博士；Rahul Suryawanshi，博士；Taha Y. Taha，博士，药学博士；Kliment A. Verba，博士；James S. Fraser，博士；Robert M. Stroud，博士，硕士；Melanie Ott，医学博士，博士；Ben Polacco，博士；Danielle L. Swaney，博士；Ignacia Echeverria，博士；和Manon Eckhardt，博士。所有作者详细信息见论文。资金来源：美国国立卫生研究院（U19AI135990，U19AI135972，U54AI170792，F31AI164671-01，G20AI174733，UL1TR004419，S10OD026880，S10OD030463）；霍华德·休斯医学研究所；詹姆斯·B·彭德尔顿慈善信托；罗登贝瑞基金会；P.和E.塔夫特；格拉德斯通研究所；快速拨款；创新基因组研究所；Chan Zuckerberg Biohub - 旧金山；ANR EmerCoV AAP CE35。