医学进展
2020年09月号
医学进展

SARS-CoV-2可在一周内快速人工合成

作者:刘亚青

过去十年里,全球已经出现了数次病毒暴发,包括中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、寨卡病毒(ZIKA)、埃博拉病毒(Ebola),以及2019年底出现的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)。SARS-CoV-2随后迅速发展为大流行,但早期从人体中获取SARS-CoV-2病毒受到种种限制,而如果能通过化学合成DNA来构建SARS-CoV-2,则会打破这种限制,大大加快研究进程。

来自瑞士伯尔尼大学的研究团队利用酵母合成基因组学平台,成功对SARS-CoV-2进行工程改造和复活。利用这个技术可以对不断发展的RNA病毒变体实时生成并对其功能进行表征。

具体而言就是,研究者将SARS-CoV-2基因组的反义DNA拆解成12个长0.5kbp~3.4kbp具有重叠末端序列的DNA片段,并通过加入绿色荧光蛋白(GFP)序列进行后续感染细胞实验的检测和观察。然后利用酿酒酵母中的同源重组系统,使得反义DNA在酵母菌中重组成完整的基因序列。在体外用T7 RNA 聚合酶将反义DNA转录成为有感染性的病毒RNA。通过电穿孔将RNA导入后,发现正常的Vero E6 细胞能够被感染并发出荧光。在这篇文章中,研究团队展示了基于酵母的合成基因组学平台的完整功能,可用于快速重建多种RNA病毒,包括冠状病毒科、黄病毒科和副粘病毒科的成员。

该研究的可贵之处就是开发了一种基于合成基因组学的重建大型RNA病毒系统,在没有临床样本的情况下能够在一周内快速合成大量有活性的SARS-CoV-2病毒。这样即使RNA病毒的变异能力很强,科学家们也可以快速构建变异病毒并进行实时表征。(编译:刘亚青)

参考文献:Nature 2020;582:561

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