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饱受争议!PNAS发布最新结果,新冠病毒或能整合到人类基因组

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BioArt 2021-05-09 12:58

撰文:XZ

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新型冠状病毒(SARS-CoV-2)从爆发到现在已经有一年多了,而在这期间有不少感染者在康复之后进行核酸检测又出现“复阳”的现象。对于这一现象,一些研究人员认为这可能是由于新冠病毒的RNA基因组通过逆转录为DNA,并整合到人类基因组中,而转录整合的DNA拷贝可能就是PCR检测呈阳性的原因,但这一假设并没有确切的证据。

直到2020年12月13日,麻省理工学院 Rudolf Jaenisch 团队在预印本 bioRxiv 上在线发表了题为“SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome ”的文章。该研究证实在体外细胞实验中,新冠病毒基因组会整合到人类基因组中。

这篇文章刚在预印本上发布就引发了激烈的讨论。虽然该文的作者强调,病毒整合并不意味着感染者康复之后仍然具有传染性,但也有不少批评者指责他们激起了毫无根据的恐惧,即基于病毒mRNA的新冠疫苗是否也会以某种方式整合到人类基因组中呢?如果可以整合的话,那么这种mRNA疫苗就很有可能从治病转变为致命。

在饱受争议之后,Rudolf Jaenisch 团队将于2021年5月25日在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表补充和完善后的研究论文(目前该文章已在PNAS上线)。在这篇最新的文章中,Rudolf Jaenisch 教授表示,现在有明确的证据表明新型冠状病毒序列可以整合到人类基因组中。

Jaenisch团队认为,在极少数情况下,人类细胞中存在一种酶可以将病毒序列逆转录为DNA中,并将其插入人类的染色体中。这种酶,称为逆转录酶,由LINE-1元件所编码。LINE-1是LINEs家族的主要成员,是目前在人类基因组中发现的唯一具有自主转座活性的转座子(可将mRNA逆转录为DNA,并整合到宿主基因组中),大约含有5×105个拷贝,占基因组总量的17%。在之前的预印本中,研究人员就是用新型冠状病毒感染过表达逆转录酶LINE-1的人类细胞(HEK293T,可高表达逆转录酶LINE-1),结果才发现新冠病毒序列被整合到人类基因组中的。

当时许多专门研究LINE-1元件和其他“逆转座子”的研究人员认为该预印本提供的数据太少,无法证实其真实性。康奈尔大学的Cedric Feschotte表示:“如果我有这些数据,我就不会在那个时候提交任何出版物”。 Feschotte相信Rudolf Jaenisch团队会在将来发表更高质量的工作,而不是仅仅预印本上的那些内容。但是随后发表在bioRxiv上的两项研究中,批评者提出了证据,证明人类-病毒序列嵌合体通常是使用染色体扫描技术产生的。因此人类-病毒序列嵌合体很有可能是一种方法学产品,而不是真正的逆转录、整合和表达的结果。

但在新的PNAS论文中,该团队提供了证据,证明仅凭实验技能无法解释检测到的新冠病毒-人类嵌合DNA的水平。此外,在被整合进人类基因组中的新冠病毒序列附近观察到了部分LINE-1元件,这进一步证明了他们之前的猜测。

粉红色即为被整合的新冠病毒序列,在附近发现了部分LINE-1元件

之后,该团队又与最初的怀疑者之一,美国国家癌症研究所的 Stephen Hughes 教授进行了合作,他建议进行一项实验,根据整合的病毒序列相对于人类基因组序列的方向,来阐明整合是真实的还是假象。然而实验结果同样与最初的假设一致。

虽然新的细胞实验数据比之前预印本中的细胞数据更具有说服力,但这也不一定真实,因为体外细胞实验结果并不能完全在体内呈现。目前在缺乏患者真正整合证据的情况下,研究人员能从这些数据中得到的最多的结论是:在LINE-1过表达的受感染细胞系中能检测到新型冠状病毒RNA反转录以及整合事件。

研究人员表示,这些结果虽然不是直接整合的证据,但在新冠患者的活体组织和尸检中却发现了高水平的新冠病毒RNA,而这种RNA只由被整合的病毒DNA所产生,但这一切又缺少直接性证据。比如说对病毒基因组整合过程进行表征等。

自去年12月这本预印本发表以来,这场争议愈演愈烈。对此,Rudolf Jaenisch教授表示,这篇预印本比自己职业生涯中的任何研究都受到了更强烈的批评,其中部分原因是担心这篇预印本文章中的观点会落入持疫苗怀疑论者中,从而引发公众对mRNA疫苗的恐慌。一些研究人员认为,如果有一份预印本应该被删除,那就是这份了。

相关链接:1.https://www.sciencemag.org/news/2021/05/further-evidence-offered-claim-genes-pandemic-coronavirus-can-integrate-human-dna

2.https://www.pnas.org/content/118/21/e2105968118

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