SARS-CoV-2的S蛋白的弗林酶切位点的来源可能

From 爆料百科
Jump to navigation Jump to search

关联组

SARS-CoV-2的S蛋白中的关键部分的人工改造的痕迹

条件组

SARS-CoV-2的刺突(Spike)蛋白

详情

本词条是基于闫博士报告的再编辑

弗林酶切位点的特殊作用以及其不存在于β类B群冠状病毒中的事实

SARS-CoV-2 的刺突蛋白中另一个独特的基序是位于S1/S2 交界处的多碱基弗林酶切位点(图4,两条绿线之间的一段)。这样的位点可以被弗林蛋白酶识别和切割。在β 类冠状病毒的B 群内,除了SARS- CoV-2 外,没有病毒在S1/S2 交界处含有弗林酶切位点(图6)[1]。相反,在其他组冠状病毒已观察到这个位置的弗林酶切位点[2][3]。某些自然选择压力似乎在阻止B 群β-冠状病毒获得或保持这样的位点。


如前所述,在病毒进入细胞的过程中,刺突蛋白首先在S1/S2 交界处被切割。这一步骤以及随后对下游的剪切使融合肽暴露,都是由宿主蛋白酶介导的。这些蛋白酶在不同细胞类型中的存在与否,极大地影响了病毒的细胞亲和性,大概也影响了病毒感染的病原性。与其他蛋白酶不同,弗林蛋白酶在许多类型的细胞中广泛表达,并存在于多个细胞和细胞外位置。重要的是,在S1/S2 交界处引入一个弗林酶切位点,可以显著增强病毒的感染力,以及极大地扩充其细胞亲和性——这一现象在流感病毒和其他冠状病毒中得到了充分的证明[4][5][6][7][8][9][10]


如果我们撇开自然界中任何B 群β-冠状病毒中都没有发现弗林酶切位点的事实,而假设SARS-CoV-2 中的这个位点是自然进化的结果,那么只有一种进化途径是可能的,即弗林酶切位点必须来自于同源重组事件。具体来说,一个不含弗林酶切位点的祖先β-冠状病毒必须与一个含有弗林酶切位点的近亲冠状病毒重组。

然而,有两个事实不支持这种可能性。首先,虽然一些来自其他群或属的冠状病毒确实含有多碱基弗林酶切位点,但是,没有一种冠状病毒含有SARS-CoV-2 中确切的多碱基序列(-PRRAR/SVA-)其次,在SARS-CoV-2 和任何含有有效的弗林酶切位点的冠状病毒之中,刺突蛋白上的序列同一性不超过40%[11]。如此低的序列同一性排除了这些病毒祖先之间成功地发生同源重组的可能性,因此, SARS-CoV-2 刺突蛋白中的弗林酶切位点不太可能是天然的,而应该是实验室改造的结果。


Furin cleavage and other.png]

图6.在刺突的S1/S2 交界处发现的弗林酶切位点是SARS-CoV-2 所独有的

在其他B 群β-冠状病毒中不存在。图转载自Hoffmann 等人[12]


与这一主张相一致的是,对SARS-CoV-2 刺突蛋白中的弗林酶切位点的核苷酸序列进行仔细检查后发现,插入序列(-PRRA-)内的两个连续的Arg(精氨酸)残基都是由稀有密码子CGG(SARS-CoV-2 中最少使用的编码精氨酸的密码子)所编码的(图7)[13]。事实上,这种CGGCGG 排列是在SARS-CoV-2 基因组中发现的唯一使用这种稀有密码子串联的实例。这一观察结果强有力地表明,这个弗林酶切位点应该是基因工程的结果。更进一步,我们怀疑,一个FauI 限制性位点是由这里的密码子选择所决定的,这暗示了限制性片段长度多态性的可能性,这是一个武汉病毒研究所实验室所精通的技术[14],可能已经牵涉其中。从FauI 降解所产生的片段样式可以用来监测在刺突蛋白的弗林酶切位点是否保存完好,因为这种弗林酶切位点在体外很容易被清除[15][16]。具体来说,可以对细胞培养物,或从实验室动物中回收的病毒样本的穗基因进行实时PCR 技术,其产物将受到FauI 降解。保留或失去弗林酶切位点的病毒,后续将产生不同的模式,使得跟踪有关的病毒(一种或多种)变得很方便。


Furin位点的稀有密码子.png


图7.在SARS-CoV-2 刺突的S1/S2 交界处的-PRRA-插入的两个连续的Arg 残基都由一个稀有的密码子CGG 编码。

一个FauI 限制性位点,5'-(N)6GCGGG-3',嵌入在"插入的"PRRA 段的编码序列中,它可作为监测所引入的弗林酶切位点保存状况的标记。



此外,虽然没有已知的冠状病毒含有SARS-CoV-2 刺突蛋白中确切的-PRRAR/SVA-序列,但在啮齿类冠状病毒AcCoV-JC34 的刺突蛋白的S1/S2 交界处观察到了类似的-RRAR/AR-序列,这是由石正丽博士在2017 年发表的[17]


显然的,武汉病毒所的人从2017 年就知道RRAR 作为一个功能性弗林酶切位点的可行性。证据总体表明,弗林酶切位点在SARS-CoV2 的刺突蛋白中出现应该不是来源于自然,应该是基因操纵的结果。这种操作的目标是评估实验室合成的病毒强化后的传染性和致病性的。

事实上,最近的研究证实这个弗林酶切位点给了SARS-CoV2 病毒极大的传播优势。

  1. Hoffmann, M., Kleine-Weber, H. & Pohlmann, S. A Multibasic Cleavage Site in the Spike Protein of SARS-CoV-2 Is Essential for Infection of Human Lung Cells. Mol Cell 78, 779-784 e5 (2020).
  2. Hoffmann, M., Kleine-Weber, H. & Pohlmann, S. A Multibasic Cleavage Site in the Spike Protein of SARS-CoV-2 Is Essential for Infection of Human Lung Cells. Mol Cell 78, 779-784 e5 (2020).
  3. Coutard, B. et al. The spike glycoprotein of the new coronavirus 2019-nCoV contains a furin-like cleavage site absent in CoV of the same clade. Antiviral Res 176, 104742 (2020).
  4. Claas, E.C. et al. Human influenza A H5N1 virus related to a highly pathogenic avian influenza virus. Lancet 351, 472-7 (1998).
  5. Watanabe, R. et al. Entry from the cell surface of severe acute respiratory syndrome coronavirus with cleaved S protein as revealed by pseudotype virus bearing cleaved S protein. J Virol 82, 11985-91 (2008).
  6. Belouzard, S., Chu, V.C. & Whittaker, G.R. Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites. Proc Natl Acad Sci U S A 106, 5871-6 (2009).
  7. Kido, H. et al. Role of host cellular proteases in the pathogenesis of influenza and influenza-induced multiple organ failure. Biochim Biophys Acta 1824, 186-94 (2012).
  8. Sun, X., Tse, L.V., Ferguson, A.D. & Whittaker, G.R. Modifications to the hemagglutinin cleavage site control the virulence of a neurotropic H1N1 influenza virus. J Virol 84, 8683-90 (2010).
  9. Cheng, J. et al. The S2 Subunit of QX-type Infectious Bronchitis Coronavirus Spike Protein Is an Essential Determinant of Neurotropism. Viruses 11(2019).
  10. Ito, T. et al. Generation of a highly pathogenic avian influenza A virus from an avirulent field isolate by passaging in chickens. J Virol 75, 4439-43 (2001).
  11. Canrong Wu, Y.Y., Yang Liu, Peng Zhang, Yali Wang, Hua Li, Qiqi Wang, Yang Xu, Mingxue Li, Mengzhu Zheng, Lixia Chen. Furin, a potential therapeutic target for COVID-19. Preprint (chinaXiv), http://www.chinaxiv.org/abs/202002.00062 (2020).
  12. Hoffmann, M., Kleine-Weber, H. & Pohlmann, S. A Multibasic Cleavage Site in the Spike Protein of SARS-CoV-2 Is Essential for Infection of Human Lung Cells. Mol Cell 78, 779-784 e5 (2020).
  13. Segreto, R. & Deigin, Y. Is considering a genetic-manipulation origin for SARS-CoV-2 a conspiracy theory that must be censored? Preprint (Researchgate) DOI: 10.13140/RG.2.2.31358.13129/1 (2020).
  14. Zeng, L.P. et al. Bat Severe Acute Respiratory Syndrome-Like Coronavirus WIV1 Encodes an Extra Accessory Protein, ORFX, Involved in Modulation of the Host Immune Response. J Virol 90, 6573-6582 (2016).
  15. Lau, S.Y. et al. Attenuated SARS-CoV-2 variants with deletions at the S1/S2 junction. Emerg Microbes Infect 9, 837-842 (2020).
  16. Liu, Z. et al. Identification of common deletions in the spike protein of SARS-CoV-2. J Virol (2020).
  17. Ge, X.Y. et al. Detection of alpha- and betacoronaviruses in rodents from Yunnan, China. Virol J 14, 98 (2017).