南開大學師生解讀SARS病毒是否是生物武器

03-31

記者xx日從南開大學獲悉，該校生命科學學院和統計研究院等單位通過大數據挖掘在國際上首次發現並定義了迴文小RNA（palindrome small RNA, psRNA）與互補迴文小RNA（complemented palindrome small RNA, cpsRNA）。其中，首個互補迴文小RNA發現於SARS病毒，通過細胞實驗發現，這種小RNA可以引起嚴重的細胞凋亡。此項研究為從小干擾RNA角度研究病毒感染與致病機制開闢了新的道路，同時也為微生物檢測以及小RNA功能研究奠定了理論基礎。

該項研究成果《迴文與互補迴文小RNA及其應用》已申請專利保護，相關內容也通過撰寫論文《Complemented

palindrome small RNAs first discovered from SARS coronavirus》公布在預印本網站http://www.biorxiv.org/content/early/2017/09/07/185876。該研究由南開大學生命科學學院高山、醫學院劉暢和中國農業科學院蘭州獸醫研究所陳澤等合作完成。參與單位還包括天津醫科大學和南開大學統計研究院。

迴文序列模式（Motif）的特徵是正反讀取的核酸序列完全一樣（例如GACACCC|CCCACAG）；互補迴文模式的特徵是正向讀取的核酸序列與反向讀取的核酸序列呈鹼基互補配對的關係（例如TCTTTAACAAG|CTTGTTAAAGA）。迴文與互補序列模式廣泛存在於各類生物的基因組中，南開大學高山等發現此類模式在動物病毒基因組中比例更高，因此提出假說：可能存在迴文與互補迴文小RNA並且一部分此類小RNA具有重要生物功能。為了驗證這一假說，南開大學高山等對NCBI SRA高通量測序資料庫全庫的小RNA高通量測序數據進行了大數據挖掘。由於受當前公開數據的樣品質量和測序深度所限，得到可靠和高質量的結果異常困難。直到2014年，南開大學卜文俊和高山等才在線粒體中找到第一個標準的迴文小RNA並發表於《Mitochondrion》。2015年，南開大學高山等又在SARS病毒中找到第一個有功能的互補迴文小RNA。初步的功能驗證發現：一些迴文小RNA與基因表達調控有關；而一些互補迴文小RNA可能通過RNA干擾的方式在病毒感染中與宿主RNA相互作用。

2002年，SARS（嚴重急性呼吸道綜合征）在中國廣東首發，並擴散至東南亞乃至全球，形成了一次全球性傳染病疫潮。後來的研究表明，SARS病毒源於蝙蝠，後經過果子狸等貓科動物最終傳染給人類。目前SARS的感染和致病機制研究仍舊集中在蛋白質層次，而且未能有效解釋其對生物體的巨大破壞性來源以及鑒定致病位點。於是，社會上引起SARS是某大國開發的針對中國人的病毒武器的謠言。南開大學高山等通過進化與功能結合分析的方法，用互補迴文小RNA確定了引發SARS疫潮的突變種是來自自然界進化（即符合蝙蝠-果子狸-人的傳播模式），而不是來自人為設計的病毒武器。SARS病毒中發現的首個互補迴文小RNA（TCTTTAACAAG|CTTGTTAAAGA）來自蛋白質編碼基因，其保守性決定了人為改造的可能性極小。但是，如果互補迴文小RNA確實能夠在感染或致病中起到很大作用，完全有可能通過設計互補迴文小RNA製造病毒武器。

此項研究獲得了中央高校基本科研業務費（南開大學）、南開大學生命科學學院2017年教學改革項目和南開大學基礎學科拔尖學生培養試驗計劃的支持。特別地，南開大學生命科學學院研一新生於得水和伯苓班本科生江姍姍等全程參與整個科研項目，為南開大學陳德富和高山等提出的《一線科研入課堂》的教改實驗提供了重要的實踐依據。

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