研究人员发现冠状病毒,如SARS-CoV-2,具有某些基因,这些基因对它们的生存至关重要,即使它们不产生功能性蛋白质。他们对这些未知基因演化的研究可能有助于预测哪些变异体可能构成更大的风险。
病毒是为感染而设计的简化实体。它们的遗传物质相当小,通常仅由几个关键基因组成,并迅速丢弃不必要的基因组材料。
通常来说。
冠状病毒,包括SARS-CoV-2(导致COVID-19的病原体),乍一看似乎挑战了这一规则。它们包含除了病毒功能所需的最小基因组之外的额外“配件”基因,并且大多数这些额外基因的目的尚不明确。然而,研究人员怀疑这些基因一定有一些重要的作用,否则它们在病毒演化过程中会被逐出。
犹他大学健康科学中心的研究人员最近的发现揭示,尽管某些病毒基因没有产生功能性蛋白质(通常是大多数基因的主要角色),但它们仍然持续存在。对这些神秘基因的演变方式和原因的探索可能增强对特定病毒变异体潜在危险的预测。
“病毒通常会丢弃在某种方面没有益处的基因,”犹他大学斯宾塞·福克斯·艾克尔斯医学院的人类遗传学博士后研究员、该研究的首席作者Stephen Goldstein解释道。“那么,哪些进化因素影响了哪些病毒基因被保留,哪些被排除?”
为了澄清这些额外病毒基因的作用,Goldstein观察了小鼠冠状病毒中配件基因的实时演化。他惊讶地发现,即使其中一个基因不再产生蛋白质,它仍然在多个病毒世代的基因组中保持存在。
SARS-CoV-2似乎也存在类似的现象。已知的基因ORF8在大多数病毒菌株中存在,尽管在某些变异中,产生的蛋白质相对较小且可能不具功能。
研究人员推测,这些显然非功能性基因可能会显著影响其他病毒基因的活动。当小鼠病毒中丢失一个不同的配件基因时,其他基因的行为发生了变化。研究小组目前正在研究这个第一个配件基因的结构,以确定它对其他基因可能的调控影响。
Goldstein指出,这些发现突显了在评估病毒变异体潜在风险时需要超越仅仅关注基因产生的蛋白质。“遗传序列的固有功能——不仅仅是蛋白质的角色——可能会随着时间的推移影响病毒的适应性和传播,”他主张。“在表面之下还有另一层进化正在进行,我们仍有很多要学习的。”
研究结果发表在《当前生物学》上,标题为“隐藏的进化约束决定冠状病毒配件基因的保留”。