来源：科技日报  发布时间：2020-02-14  作者：福建农林大学海峡联合研究院基因组中心常务副主任、教授 张积森

    冠状，指病毒的独特形状，作为一种大型病毒家族，冠状病毒常见于哺乳类和鸟类中。

    与动植物基因组相比，2019新型冠状病毒（2019-nCoV）基因组实在太简约，但并不简单。那么，2019-nCoV基因组中的这几个基因又是怎样“朋比为奸”的？

   2019-nCoV基因组简约但并不简单

    根据NCBI数据库中，2019-nCoV的NC_045512.2版本，2019新型冠状病毒的基因组序列是具有29903bp的单链RNA（ss-RNA）。这么少的遗传信息物质，却拥有10个基因，并经济高效地编码了这10个蛋白，而在许多高等生物中一个长点的基因就可以是30Kbp以上，可见这个病毒RNA基因组的简约。我们人类拥有30亿个碱基对、2万多个基因，但在2019-nCoV用不到人类万分之一的碱基序列、二千分之一的基因的攻击下，我们却节节溃败，这就是它的不简单。

    在2019-nCoV基因组中，最长基因编码4405个氨基酸，这个蛋白是非结构性多蛋白，包括多个复制酶功能域。复制酶是一种依赖于RNA的RNA聚合酶，RNA聚合酶是RNA生成的催化剂。由于2019-nCoV不存在RNA病毒复制所需的RNA聚合酶，只有进入宿主细胞后，直接以病毒基因组RNA为翻译模板，表达出病毒RNA聚合酶。进而是应用这个酶完成负链亚基因组RNA的转录合成、各种结构蛋白mRNA的合成，从而进行病毒基因组RNA的复制。

    冠状病毒感染会重新排列宿主细胞膜，以组装复制/转录复合体，在其中发生病毒基因组的复制和病毒mRNA的转录。在之前的基因组研究中，报告过已知nsp3和nsp4的共存会引起膜重排，但尚不清楚这两种蛋白相互作用的潜在机制。通过使用SARS-CoV的感染性cDNA克隆和复制子系统，nsp3-nsp4相互作用的丧失消除了病毒复制。所以如果能改变这个基因的复制酶功能域，或许可以揭示治疗乙型冠状病毒感染的抗病毒靶标。

   2019-nCoV里的“护卫” “冲锋兵” “运输兵”

    在冠状病毒基因组中，有三个基因是该病毒的“护卫”“冲锋兵”以及“运输兵”。

    第一个S基因，编码刺突糖蛋白，这是用于包病毒的外壳的蛋白。第二个M基因，编码膜糖蛋白，负责营养物质的跨膜运输、新生病毒出芽释放与病毒外包膜的形成。另外E基因，是很短的编码75个氨基酸的小包膜糖蛋白，可以与包膜结合的蛋白。这三个家伙就形成了病毒蛋白的脂肪膜，把这个病毒“老大”（30K的单链RNA）给包起来。其实单链的RNA是十分不稳定，且容易变异，而且由于人体有大量的RNA酶会迅速消灭RNA，它只有在蛋白外壳的保护和引导下，才能进入人体“撒野”。

    此外，该基因组中，如ORF3a和近缘病毒不同株系比对显得更“积极”，相似度为75%—91%，应该是冠状病毒变异的先驱基因，但功能不太明确；ORF7a是一个单次穿膜蛋白，和最近缘病毒的同源基因相似度较高，在84%以上，这个基因可能是冠状病毒的基本功能基因，从而序列较保守；ORF8是一个很诡异的基因，功能不太明确，但蛋白序列变异大，可能受自然选择压力较小，要不然变异率不会这么高；ORF10是一个核衣壳磷蛋白，该蛋白将病毒基因组包装到螺旋核糖核衣壳（RNP）中，并在病毒自组装过程中起基本作用。它是一种具有多种活性的蛋白质，与近缘病毒的同源基因相似度高达90%，这可能是因为该基因负责着病毒基因组包装的看家功能。

    2019-nCoV与最近缘病毒的全基因组相似覆盖度为88%，相似度为82%。由于病毒没有化石，很难从基因组分化的角度判断不同病毒世代变异率。因而，2019-nCoV和地球的许多病毒一样，长期在人类周围，人类永远无法真正意义地“消灭”它们，只能驱离这10个基因早点远离我们的基因，从而避免它们进入人体当起“统治者”，指导里面2万多个基因里的部分“叛变者”的产物为它服务。