新冠病毒致病力变弱?北大学者研究揭呈现“去优化”演化趋势

撰文: 陈进安
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疫情似乎已离日常生活愈来愈远,但是新冠病毒致病力变弱了吗?周日(25日),北京大学教授陆剑表示,经与中国医学科学院钱朝晖课题组对900万条高质量新冠病毒测序序列进行分析,他们发现,在利用人类细胞资源合成病毒蛋白方面,新冠病毒没有朝著效率最高、机制最优的方向演化,而是呈现“去优化”的演化趋势。相关研究结果已在国际期刊《先进科学》发表。陆剑还透露,团队还在与合作者开展猴痘病毒等的演化研究。

陆剑介绍,在资源竞争上,新冠病毒和人体细胞存在相互博弈的过程,目前的变异株呈现“有节制”地利用人类细胞资源的趋势。他解释,“去优化”是病毒序列有所变化,在人体细胞内合成蛋白反而愈发地不顺利,病毒蛋白的合成速度被限制。原因在于物种在密码子使用方面有偏好性,翻译同样的蛋白,不同的密码子效率不一样,几乎每一种氨基酸都有一个以上密码子,如同可以用不同的“同义词”表达一个意思,人类细胞偏好的“同义词”用得越多越优化,合成蛋白速度也越快,反之就是去优化。

经分析Omicron变种病毒中的BA.2.12.1、BA.4/5及XBB.1.5等分支的序列,研究团队发现Omicron的优化比例仅达约六成,远低于大部分人类基因,故Omicron家族无法在利用人类核糖体合成蛋白时“产能全开”,或令病毒的复制和传播效率有所抑制。而通过双荧光素酶的实验方法在体外评估70对新冠病毒序列,研究发现新冠病毒偏好性密码子倾向于增强蛋白表达效率,而非偏好性密码子则降低蛋白表达效率,令序列对于翻译效率的影响进一步得以证实。

另一方面,研究首次大规模印证新冠病毒同义突变对病毒蛋白质表达效率的影响,亦进一步证明同义突变能影响包括mRNA(信使核糖核酸)的结构和稳定性、蛋白质翻译效率及蛋白质折叠等多个生物过程。根据研究揭示的规律,团队提出新冠病毒疫苗优化策略,现已开展实验,证明优化疫苗序列可有效降低疫苗的接种剂量。