作者:张盖伦 来源:科技日报 发布时间:2020/6/3 9:54:50
选择字号:
追踪病毒演化,他们用科学说话
——记北京大学生命科学学院抗疫科研攻关团队

 

“你们放下手头的所有工作,全力做这件事。”1月31日,大年初七,陆剑把自己的两位博士生拉入了一个小群。

他给学生布置了一个任务——根据数据库中的公开基因组序列,研究新型冠状病毒。

那时,陆剑也未预料到新冠肺炎疫情会持续这么久,影响这么多人。他的想法非常简单——给暂时无法返校的学生找点事做,让他们学些新东西。

陆剑是北京大学生命科学学院及蛋白质与植物基因研究国家重点实验室研究员,主要研究领域是进化生物学。根据疫情防控要求,学生目前还无法返校。5月底,陆剑带着科技日报记者走过一间间空荡荡的实验室,笑着说:“还有些不习惯。”

“这个地方太不同寻常了”

1月末,对新冠病毒的研究如雨后春笋。1月30日,《自然》的一篇文章显示,已经有54篇与新冠病毒相关的英文论文发表。

陆剑记得,2003年他在美国芝加哥大学攻读博士时,导师吴仲义先生与赵国屏先生及国内其他专家合作,完成了SARS的基因组演化研究。那时,陆剑并没有直接参与这项工作,但也被演化生物学与基因组结合所表现出的强大力量震撼。面对此次新冠肺炎疫情,陆剑想,或许自己能做些基因组演化工作,“这是我们的老本行”。

陆剑也把它当成一次实战教学,学生回不来,但学习要继续。

病毒基因组演化的样貌渐渐展现。这是一种单链RNA病毒,基因组为近3万个核苷酸,编码12个基因,编码区占基因组的近98%。

研究开始后不久,他们就抓住了第一个不寻常之处。

那时,能够分析的数据不多。即使一边做一边补充更新的数据,他们也只能分析103个病毒的基因组数据。

但就是根据这103个序列,在参考基因组的第8782和第28144位,课题组看到了“打包出现”的突变——这似乎是两个高度连锁的突变位点。

一般基因的突变都是单个随机出现,但这里的突变有所不同——“有你必有我”。“当时并不知道这个发现会有多大的意义,我只是觉得它太不寻常了。”

陆剑用投屏的方式向记者演示他的发现:“你看,新冠病毒基因组存在两个非常明显的谱系。”

课题组把两个谱系称为“L”和“S”,它们因基因组28144位突变对应的氨基酸分别是亮氨酸(L)和丝氨酸(S)得名。在103个样品中,72个为L谱系,29个为S谱系。

谱系之间分得如此清晰,也意味着这种分化在病毒演化早期就已经产生。那么,究竟哪一个谱系更为古老?

在这里,陆剑课题组也引入了做演化分析常用的一种手段——外群分析。他们用更为古老的病毒作为参考系后发现,在样本中占据更大比例的L谱系其实是“后来居上”,它实际上比S谱系更年轻。

学生:几个月只出过一次家门

“疫情就摆在那。”这是在交流中课题组博士生吴长城常说的一句话。疫情是“命令”,是责任,也是压力。

对学生来说,和新冠病毒的这次交手,确实是一次颇具挑战的学习过程。他们必须快速掌握此前并不熟悉的软件和分析工具,来到这个热门又陌生的领域。在短暂摸索之后,找到自己的位置,安营扎寨,埋头深挖下去。

“有消息就回,有活就干。”吴长城这样形容他们的工作状态。有一次,大家合作在微信群里改论文,一口气从头一天傍晚6时改到了第二天凌晨5时。

他们都觉得时间紧迫。

读博士三年级的课题组学生唐小鹿,从寒假到现在,就出过一次家门。

家长和孩子必要的沟通,是在饭点。团队成员经常开语音讨论会,唐小鹿能听到手机那头的叔叔阿姨在催着——“吃饭了!”她的战友们会短暂停顿一下,喊回去:“等一会儿!等一会儿!”

“唐小鹿,吴长城,姚欣敏,吴鑫凯……这些学生责任感很强,确实是比较‘玩命’地在做研究。”陆剑把他们挨个夸了一遍。

其实,在学生们看来,陆老师也是一个似乎不用休息的“狠角色”。“他经常夜里一两点还在群里发消息,早上再一看,老师又出现了。”唐小鹿说。

会继续用科学说话

3月3日,《国家科学评论》(National Science Review)在线发布了陆剑和科院上海巴斯德研究所崔杰课题组合写的论文《SARS-CoV-2的起源与持续进化》。其中最引人注意的,就是新冠病毒的谱系划分。

对陆剑来说,后面发生的事情,才是被他称作“最困难”的部分——关注的人太多,误读太多,争议也接踵而来。

论文结论被加上延伸解读,出现在了微博热搜;陆剑的邮箱里,收到了来自世界各地普通人的问询邮件。他们问陆剑,病毒变异了吗?会不会影响疫苗效力?

其实,RNA病毒产生变异很正常,但这些变异如何影响病毒的功能,还需要进一步研究。

“我完全没想到会有这么多人关注!”陆剑感叹,“这是压力,也是鞭策。”

论文上线后,有国外研究者在网站上质疑病毒的分型可靠性。陆剑向质疑者详细解释了研究方法和结论。

陆剑课题组论文发表约一个月后,国外也有团队报道了病毒的分型。实际上,那篇文章对病毒的分型与陆剑课题组的基本一致。

现在,公开数据库中已经有了33000多条病毒基因组序列,超过99.5%病毒基因组依然可以清晰地分为L或S谱系。也就是说,当初团队根据103条基因组序列得出的结论,完全经得起推敲,也进一步得到了验证。

现在,课题组依然在连轴转。他们和合作者一起细分了两种谱系的亚谱系,绘制了新冠病毒亚谱系的世界分布图,也在病毒不同谱系致病性上得出了一些初步结论。

“新冠病毒是全人类共同的敌人,能尽一份力,也是一种贡献。”陆剑想感谢很多人:武汉大学相关团队,科院昆明动物所吕雪梅研究员等同行,还有张亚平院士和吴仲义教授等资深科学家的组织和指导……在这些人身上,他看到了强烈的社会责任感和忘我的科研精神。陆剑反复强调,团队的基因组分析工作是建立在我国和世界各地奋斗在一线的医务人员及科研人员共同努力的成果之上的。“我们会用这些宝贵的数据,继续探索病毒的演化规律,纯粹用科学说话。”

相关专题:聚焦新冠肺炎疫情
 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
科学家构建更好抗生素 70亿年后,垂死太阳刮什么风
地震波也能测海温 慧眼卫星发现距离黑洞最近的高速喷流
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文