基因分析揭示新病毒即将出现

突然间，它们出现了，就像严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型一样，可以引发重大流行病：没有人注意到的病毒。它们并不是真正的新事物，但它们在基因上发生了变化。特别是，不同病毒物种之间的遗传物质交换可能导致特征显著改变的威胁病原体的突然出现

这是由一个国际研究小组目前进行的基因分析提出的。德国癌症研究中心（DKFZ）的病毒学家负责这项大规模研究，该研究发表在《公共科学图书馆病原体》杂志上

“使用一种新的计算机辅助分析方法，我们在从鱼类到啮齿动物的各种脊椎动物中发现了40种以前未知的nidovirus，包括13种冠状病毒，”DKFZ小组组长Stefan Seitz报道。在高性能计算机的帮助下，该研究团队已经筛选了近30万个数据集，其中还包括来自汉诺威亥姆霍兹感染研究中心的Chris Lauber的工作组。根据病毒学家Seitz的说法，我们现在可以同时分析如此大量的数据，这一事实开辟了全新的视角

病毒研究仍处于相对初级阶段。在自然界中发生的所有病毒中，只有一小部分是已知的，尤其是那些会导致人类、家畜和作物疾病的病毒。因此，新方法有望在天然病毒库方面实现知识的巨大飞跃。Stefan Seitz和他的同事通过他们的高性能计算机发送了存储在科学数据库中的脊椎动物的基因数据，并提出了新的问题。他们寻找感染病毒的动物，以便大规模获取和研究病毒遗传物质。主要关注的是所谓的nidovires，其中包括冠状病毒家族

尼多夫病毒的遗传物质由核糖核酸组成，广泛存在于脊椎动物中。这种物种丰富的病毒群有一些共同的特征，将它们与所有其他RNA病毒区分开来，并记录了它们的关系。然而，除此之外，nidovires彼此之间非常不同，即在基因组大小方面

关于新病毒的出现，有一项发现特别有趣：在同时感染不同病毒的宿主动物中，病毒复制过程中可能发生病毒基因重组

Seitz说：“显然，我们在鱼类中发现的nidovirus经常在不同的病毒物种之间交换遗传物质，甚至跨越家族界限。”。当远亲“杂交”时，这可能会导致具有全新特性的病毒的出现。根据Seitz的说法，这种进化跳跃会影响病毒的攻击性和危险性，也会影响它们对某些宿主动物的依恋

Seitz解释道：“正如我们在鱼类病毒中发现的那样，哺乳动物病毒也可能发生基因交换。”。蝙蝠；像泼妇一样；经常感染大量不同的病毒，被认为是一个真正的大熔炉。严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型可能也在蝙蝠身上发展，并从蝙蝠身上传播给人类

在nidovirus之间进行基因交换后，病毒与宿主细胞对接的刺突蛋白经常发生变化。该研究的第一作者Chris Lauber通过家谱分析证明了这一点。修改这种锚定分子可以显著改变病毒的特性，使其发挥优势&mdash；通过增加它们的传染性或使它们能够切换宿主

正如冠状病毒大流行所强调的那样，宿主的改变，特别是从动物到人类的改变，可以极大地促进病毒的传播。病毒性“游戏规则改变者”随时可能突然出现，成为巨大威胁，并且；如果事态发展到紧要关头；引发了一场大流行病。起点可以是单个双重感染的宿主动物

新的高性能计算机进程有助于防止新病毒的传播。Seitz解释说，它能够系统地搜索对人类有潜在危险的病毒变种

DKFZ的研究人员在其特殊的研究领域——与病毒相关的致癌作用方面看到了另一个重要的可能应用：“我可以想象，我们可以使用新的高性能计算（HPC）来系统地检查癌症患者或免疫功能低下的人的病毒。我们知道癌症可能是由病毒引发的，最著名的例子是人乳头瘤病毒。但到目前为止，我们可能只看到冰山一角。HPC方法提供了追踪以前未被检测到的存在于人体内并增加恶性肿瘤风险的病毒的机会。”