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白兔糖vov

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反向遗传学 被认为是一种不可或缺的工具,它彻底改变了我们对病毒发病机制和疫苗开发的认识。大型的RNA病毒基因组,如冠状病毒基因组,由于基因组较大且不稳定,很难在大肠杆菌宿主中克隆和操作。 两位通讯作者均来自瑞士的University of Bern Transformation-Associated Recombination cloning  TAR克隆 基因组DNA片段和过量的TAR载体在去除细胞壁的酵母细胞中进行混合。每个载体中都含有对目的基因特异的两段序列(标为蓝色和红色)以及酵母的筛选标记HIS3和CEN6(淡蓝色原点)。由于载体过量,酵母细胞便会将DNA片段全部接受。根据具体情况又可分为三类:1)未分到基因组DNA的;2)分到基因组DNA但未被整合到TAR载体上的;3)分到基因组DNA且通过自身同源重组被整合到TAR载体上的。显然我们是只需要第三种情况的阳性克隆,怎么把其它两种过滤掉呢?答案是进行电泳。 下图是对上述过程的简化示意: 2010年5月20日,J. Craig Venter Institute在美国 Science  杂志上报道了首例人造细胞的诞生。向山羊支原体  Mycoplasma capricolum  细胞中转入人工合成的蕈状支原体 Mycoplasma mycoides  的基因组而来,产生的人造细胞表现出的是蕈状支原体的生命特性。利用该平台,研究人员在拿到合成DNA片段后一周内,对新冠病毒进行了基因组改造和病毒拯救。研究团队于1月14日向试剂公司下单,以化学合成方式得到上述14个DNA片段,并在2月4日拿到其中的12个含片段载体(有pUC57、pUC19、pUC57mini和PCC1-His3)。其中片段5 和7 未获得,原因不详。研究团队最终通过对一位来自慕尼黑患者的新冠病毒样本(BetaCoV/Germany/BavPat/2020)进行RT-PCR 扩增,获得了第5和第7个片段。 利用TAR 克隆,研究人员获得了6 组正确组装的新冠病毒构建体的分子克隆。随后用酵母的同源重组系统依据末端重复的序列将这些DNA 序列拼到一起。获得完整的病毒序列后,用T7 RNA 聚合酶将其通过脱落转录,得到病毒RNA,将该RNA 用电穿孔技术导入到非洲绿猴肾细胞(VeroE6 cell)中,使其感染。将用于培养绿猴肾细胞(~2d),含释放出的病毒颗粒的上清液注入到别的培养基中,发现可以感染别的细胞,说明新构建的酵母合成平台可以拯救病毒。 同理,作者团队在鼠肝炎病毒A59(MHV-A59)和MERS-CoV进行病毒拯救的测试,发现效果依旧很好,测试的克隆中正确组装了病毒基因组的YAC均可达到90%,这表明病毒在酵母中的组装效率相当之高。 TAR 克隆系统的一个最重要的优点就是可以先对全基因组进行设计,通过对小的具有重复序列的片段的合成,进而再依靠酵母的同源重组系统进行片段的正确组装,极大的降低了合成的难度,也大幅提高了合成的效率。无需得到变异毒株的临床样本,通过对病毒变异的分析,可以合成构建出该变异毒株的基因组片段,再通过酵母平台进行重建与拯救。论文中还提到对局部片段的重新设计,以测试改变前后对病毒的影响。 总的来说,这一方法即利用酵母人工染色体在酵母体内将合成的SARS-CoV-2的DNA片段进行体外重组,获得全长cDNA克隆。再将cDNA体外转录为RNA,利用电穿孔将病毒RNA转染进哺乳动物细胞,实现病毒拯救。 化学合成的基因组DNA所产生的SARS-CoV-2可以绕开病毒分离物的来源限制,而且还可以对单个基因进行遗传修饰和功能表征。 对于这一篇论文,我起初有许多地方不明白。 首先是病毒的基因组合成,理论上讲,比病毒更高级的生物基因组,并不是没有人合成出来过,因此这篇论文的技术可以说是降维打击了,那为什么还可以发表在顶级杂志 Nature 上呢? 从时间线上进行分析,我们可以得知,1月11日病毒序列正式被公布(据我所知应该是中国CDC发布的),但是国外第一个提取出病毒毒株的时间却是到了2月26日,与序列的公布整整相差1个多月。我们也可以知道这次的Pandemic,一个多月可以新增多少感染者和死亡者,时间就是生命啊!而作者在序列公布后的第3天便下出了订单,在ICTV正式公布新冠病毒名称的第2天便得到了拯救完成的病毒。可以想象,如果以后没有可能及时得到病毒的毒株,我们可以直接根据序列得到病毒的毒株, 这是本篇文章最大的亮点之一,即在此类形势下给人一种研究病毒的范式。 第二个亮点,可以关注到作者不仅做了SARS-CoV-2,还做了MHV和MARS-CoV。看不明白的话给个提示:这三种病毒都是冠状病毒科(Coronaviridae )的!此外,作者在表格中还列出未实现拯救的人呼吸道合胞病毒(hRSV-B)、寨卡病毒(ZIKA virus)和流感病毒(HCoV)。这意味着作者想 通过对一系列冠状病毒的拯救验证来说明这一平台广泛的适用性 ,将难缠的冠状病毒,乃至其他病毒的毒株获取难度降低。这或许对科学界是件好事,但是可能也是件坏事吧… Craig Ventor;冠状病毒亚基因组; 《COVID-19全景综述》,为一张大图,涉及基本信息,免疫学过程等内容, 很震撼且 非 常华丽 !在 公众号“炫亦”回复“cv”即可获得云盘链接! [1] Thao, et al.  Nature  , 2020.  [2] Natalay Kouprina & Vladimir Larionov.  Nat Protocol  , 2008. [3] Daniel G. Gibson, et al.  Science  , 2010.  [4] 孙明伟, 李寅, 高福.  生物工程学报  , 2010.

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薇宝儿521

近日国际学术期刊《Nature》发表了一篇关于新冠的重要论文:研究人员们指出,过去得过的普通感冒,可能会影响新冠疾病的严重程度。由于目前全球疫情依旧居高不下,普通感冒又是如此常见,这篇论文马上获得巨大的关注。

这项研究来自德国柏林夏里特医学院(Charité)与马普所(Max Planck Institute)的团队。研究中,科学家们从18名确诊新冠患者的血液内分离出了免疫细胞,并用合成的新冠病毒棘蛋白片段,对这些细胞进行接触。其中,15名患者(83%)的辅助T细胞被活化,表明免疫系统对此具有反应。

本研究的通讯作者之一Claudia Giesecke-Thiel教授说道:「这和我们预期的完全一致。这些患者体内的免疫系统正在对抗这种新型病毒。」至于剩下3名没有出现免疫反应的患者,她认为原因可能在于病情较急较严重,因此T细胞无法在人体外活化。

然而在这项研究里,科学家们也招募了68名从未暴露于新冠病毒的健康志愿者,并分离出了他们的免疫细胞。颇为出乎意料,有24位健康志愿者(35%)的辅助T细胞也能识别来自新冠病毒的抗原。

为了确认他们的结果,研究人员们对这些健康志愿者又做了检查,发现他们体内的确没有新冠病毒特定抗原的IgG抗体,表明他们先前确实没有接触过新冠病毒。那么,他们体内的免疫反应又是怎么来的呢?

经过序列比对,研究人员们指出,新冠与一些常见的冠状病毒棘蛋白序列有着很高的相似性。大多数成年人,大约每 2 – 3 年就会感染一次常见的冠状病毒。它会引起普通感冒的症状,不是很严重。

为此,研究人员们做了一个假设:这些健康志愿者过去也许曾感染了某种冠状病毒,并已痊愈。然而,他们的身体却留存下了一份记忆。在看到长相类似的新冠病毒抗原时,就会启动免疫反应。与这个假设相一致,研究人员们发现这些对新冠病毒抗原有反应的患者,同样也会对常见冠状病毒的抗原有反应。

这种「交叉反应」对患者意味着什么?一般来讲,这可能会起到保护的作用;然而,这还有另一种让疾病变严重的可能,也就是在免疫系统加速产生抗体后,反而会造成抗体依赖性增强作用(ADE),让病情恶化。在登革热中,就曾观察到类似的现象。

不幸的是,目前我们不知道哪一种情形是真的。为了回答这个问题,研究人员们计划开展一项研究,调查常见的冠状病毒感染,是否会更好地保护患者,免于新冠病毒的感染,或是减轻感染的症状。

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