人類首次,人工合成出活的新冠病毒(圖)

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近日,瑞士一個科研團隊在已知新冠病毒基因序列的基礎上,通過反向遺傳學手段在酵母菌中快速構建出了活的新冠病毒。該技術能高效合成新冠病毒,尤其在新暴發病毒尚未被成功分離出之前,可以幫助科學家盡快向衛生部門和實驗室提供傳染性病毒毒株,且該替代方案更為高效、安全。

以上成果披露自預印本網站BioRxiv於當地時間2月21日發表了一篇名為“Rapid reconstruction of SARS-CoV-2 using a synthetic genomics platform”的論文。該尚未經同行審議。研究團隊首次在試驗中,利用合成基因組學平台快速重建了新冠病毒。

值得注意的是,這是一項根據已知病毒基因組進行病毒重建的基礎研究工作,該成果與此前的謠言之一“新冠病毒是人工合成的” 無關,本研究中實驗室中構建的新冠病毒是在疫情暴發後,根據已經公布的病毒基因組序列進行的病毒重建研究。

該項研究的作者大多來自瑞士伯爾尼大學的科學家,他們聯合德國、俄羅斯多所科研院校與相關衛生機構共同完成了上述成果。

研究團隊認為,利用已知的病毒基因組序列,通過反向遺傳學手段快速構建出了新冠病毒,可以成為向衛生部門和實驗室提供傳染性病毒毒株的替代方法,還可以對單個基因進行遺傳修飾和功能表征,從而爭取時間對疫情暴發做出快速反應。

論文中提到,反向遺傳學被認為是一種不可或缺的工具,它徹底改變了我們對病毒發病機製和疫苗開發的認識。大型的RNA病毒基因組,如冠狀病毒基因組,由於基因組較大且不穩定,很難在大腸杆菌宿主中克隆和操作。研究團隊此次報道了一個基於酵母的合成基因組學平台,用於多種RNA病毒的基因重建,包括冠狀病毒科、黃病毒科和副粘病毒科的成員。

研究人員可利用病毒分離物、克隆病毒DNA、臨床樣本或合成DNA生成病毒亞基因組片段,然後使用轉化偶聯重組技術 (TAR)克隆技術將基因組維持為酵母人工染色體(YAC),從而在釀酒酵母中實現一步重組。T7-RNA聚合酶被用於產生病毒RNA,進而可以產生活病毒。

研究團隊首先在其他RNA病毒(如鼠肝炎病毒MHV)中檢驗了這一平台的準確度,團隊測試了鼠肝炎病毒A59株中含有綠色熒光蛋白(MHV GFP)的基因克隆能力,結果表明測試的克隆中正確組裝了MHV基因組的YAC占90%,這表明病毒在酵母中的組裝效率很高。

也正是利用該平台,研究人員在拿到合成DNA片段後一周內,對新冠病毒進行了工程改造和複活。

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病毒cDNA克隆及重組SARS-CoV-2和SARS-CoV-2-gfp的重建

具體來看,研究團隊將病毒基因組分成12個片段,大小在0.5kbp-3.4kbp。同時,為了便於血清學診斷和在細胞培養時追蹤,研究團隊將合成新冠病毒設計成可以表達GFP(綠色熒光蛋白)。因此,研究團隊又將片段11分成3個包含GFP序列的子片段,GFP序列被插入ORF7a(開放閱讀框,ORF)中從而在總計有14個片段。

研究團隊讓試劑公司化學合成上述14個DNA片段,1月14日下訂單,2月4日拿到其中的12個片段。片段5和7在大腸杆菌中的克隆出現一些問題未能完成。不過,研究團隊恰好同時獲得了慕尼黑一位患者的新冠病毒樣本(SARS-CoV-2/München1.1/2020/929),他們決定利用RT-PCR擴增獲得片段5和片段7。

利用TAR克隆,對於所有6種新冠病毒構建體,研究人員都獲得了正確組裝的分子克隆。隨後,利用轉化偶聯重組技術 (TAR),用酵母菌的同源重組係統依據末端重複的序列,將這些DNA序列拚到一起。獲得完整的病毒序列後,用T7 RNA聚合酶將這一DNA序列轉錄為病毒RNA,將該RNA用電穿孔技術導入到VeroE6(猴腎細胞)中,使得細胞被感染,培養這些細胞的上清液(含釋放出的病毒顆粒)注入到別的培養基中,可以感染別的細胞。

研究團隊進而表示,“我們能在獲取病毒的合成DNA片段後僅一周的時間內,對最近流行的新冠病毒的化學合成克隆進行工程改造和複活。”病毒的重組有很高的效率和準確度,通常情況下,超過90%的克隆是正確的。

值得注意的是,作者們指出,盡管此前在酵母中進行同源重組已被用於很多分子病毒的克隆,但這一研究在對通過這種方法快速生成大型RNA病毒的全長cDNA的可行性進行了全麵評估,尤其是這種大型RNA病毒在大腸杆菌中無法被穩定克隆。

(image)

利用合成基因組學平台克隆RNA病毒基因組

值得注意的是,除新冠病毒外,研究團隊還報道了利用該技術合成構建MHV(鼠肝炎病毒,一種冠狀病毒)和MERS-Cov等,HCov-229E和Zika病毒的構建仍在實驗進行中。

心戚然2 發表評論於
不要以自己的常識去誤讀專業學者的觀點。自己理解不了,就先看看書。否則別人對你就是對牛彈琴。
xiaofriend 發表評論於
路過地球說的很對:基因改造技術出來後,邪人會先研究怎麽改造糧食,或者細菌病毒的基因用來控製或者攻擊別的國家。
xiaofriend 發表評論於
西方每項新技術出來,先研究武器。
園丁2108 發表評論於
比爾蓋茨的加拿大實驗室一年前已擁有新冠病毒的專利
路過地球 發表評論於
潤濤閻:這就不停地試錯,久而久之,總有一個能入侵另一動物細胞的突變個體出來。就好比配鑰匙,如果不停地變換鑰匙的三維結構,不停地試錯,一萬億個突變裏說不定就有一把鑰匙能打開鎖
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老閻成功證明了一件事:短期內出現這麽多可以感染人類的新病毒不是自然產生的!

自然界哪有機會提供人體組織給病毒不停地試錯呢?即便偶然產生一把新鑰匙,如果人體細胞這個“鎖”不在現場,鑰匙也沒法保留下來。

隻有已知鎖是什麽,並且同時提供舊鎖和新鎖給病毒,它才可能日結月累偶然找到新鑰匙!
如果沒有舊鎖,病毒能活至多幾十分鍾。如果沒有新鎖,病毒無法保存新鑰匙。



rayofday 發表評論於
樓下叫潤濤閻的就不要在這裏冒充專家了。Beautiful Stone女士看了你的評論除了笑笑,都懶得理你。
貓爪 發表評論於
武漢病毒所笑了。
潤濤閻 發表評論於
樓下,
DNA病毒,一毫升細胞裏有10的6次方個病毒;RNA病毒,可以達到10的9次方,就是說一公斤肉裏就可以有1萬億個病毒。這是活下來的,不包括死掉的突變。人工合成1萬億突變組合,需要1000億年,病毒在人體,4天就完成。

陰謀論者太可笑,就因為無知無畏,胡說八道。如此崇拜敵人科學家是神,笑死人不償命。
elfen2299 發表評論於
真希望中國能長點心,對諸如美國製造的仿真蝗蟲、仿真蝙蝠保持高度警惕。防人之心不可無,永遠不要假設自己不可能做的事情別人也不可能做。
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路球你是在搞笑麽?仿你幾千億隻蝗蟲?你初中畢業了嗎?那玩意給錢你都做不出來。
麥克老狼 發表評論於
“我看這個說法無法從假設得到吧。一天1000個,4天1萬億,那是假定每代繁殖的1000個都可以活下來。但是又說這1萬億個都是病毒突變個體,那就是說這裏每一個都有突變還都活下來了。但是絕大多數突變都是活不下來的;活得下來的絕大部分也是沒有發明新的傳播方式的。”
同意,沒那麽誇張。能活下來的基本上都是不變的。。。 試錯成本很高。
咋就五毛 發表評論於
在我看來:在專業問題上非專家比專家更有發言權!
落基山99 發表評論於
看來,病毒真的可以合成出來!石正麗做得到!武毒所和軍隊的合作應該是早有成果了。所以,石小姐還很瀟灑。
落基山99 發表評論於
看來,病毒真的可以合成出來!石正麗做得到!武毒所和軍隊的合作應該是早有成果了。所以,石小姐還很瀟灑。
路過地球 發表評論於
事實證明每一項技術的發展最後都會變成殺人的機器,生物技術會例外嗎?希特勒活在每一個西方國家,而不是隻是德國。

1. 慶祝節日的煙火變成了攻城掠地的大炮
2. 蒸汽輪機變成了入侵他國的軍艦
3. 原子能變成了一次性毀滅數十萬、百萬人口的武器
4. AI技術正在使用於斬首

相信燈塔和人性的,不妨了解下:德、法五位科學家在《科學》雜誌刊文,認為美國防高級研究計劃局(DARPA)“昆蟲聯盟”項目可被視為研發敵對用途的生物製劑及其運載工具,可能違反《禁止生物武器公約》。
真希望中國能長點心,對諸如美國製造的仿真蝗蟲、仿真蝙蝠保持高度警惕。防人之心不可無,永遠不要假設自己不可能做的事情別人也不可能做。
elfen2299 發表評論於
潤濤閆還來?

現在科學家早就可以改基因培育出各種變種,實在需要的話,科學家已經可以改人的基因,中國不是有個姓賀的幹這事嗎?需要在全人類幾十億人做實驗嗎?

改變,剪輯病毒基因,根本不算個事
zzbb-bzbz 發表評論於
公開的是首次
天眼裏人 發表評論於
看來,病毒真的可以合成出來!石正麗做得到!
panz 發表評論於
"四天後就是1萬億個病毒突變個體"
我看這個說法無法從假設得到吧。一天1000個,4天1萬億,那是假定每代繁殖的1000個都可以活下來。但是又說這1萬億個都是病毒突變個體,那就是說這裏每一個都有突變還都活下來了。但是絕大多數突變都是活不下來的;活得下來的絕大部分也是沒有發明新的傳播方式的。

實際上科學家找到的突變過並且能夠生存傳播的病毒變種還是有限的,沒有那麽恐怖的吧。不然造病毒疫苗就完全是無用功了,甚至人的自身免疫係統也形同虛設了。

沒事逛逛88 發表評論於
看來製造病毒比研究出病毒疫苗簡單多了
潤濤閻 發表評論於
RNA病毒由於沒DNA聚合酶改錯功能,它每一個堿基密碼都隨時可以發生突變。但絕大多數突變活不下來。活下來的,必須具備如下幾點:它的外麵包裝能合成;它的鑰匙能打開鎖(比如武漢病毒的鎖就是人體細胞的ACE2膜蛋白);它的自我繁殖信號還在。RNA病毒的繁殖速度:一個病毒在細胞裏一天複製1000個,這1000個每個每天再複製1000個,一邊複製一邊出來入侵旁邊的細胞,這樣,四天後就是1萬億個病毒突變個體。這就不停地試錯,久而久之,總有一個能入侵另一動物細胞的突變個體出來。就好比配鑰匙,如果不停地變換鑰匙的三維結構,不停地試錯,一萬億個突變裏說不定就有一把鑰匙能打開鎖。這是人工合成病毒是天方夜譚、太崇拜敵人科學家的笑話所在。人不可能跟病毒天然突變比賽。全世界的科學家都搞基因編輯,合成1萬億個病毒基因組合,需要1千億年,而病毒在自然界四天完成。
Science_東岸01 發表評論於
2月24日晚,中國—世界衛生組織新冠肺炎聯合專家考察組在北京舉行新聞發布會
對不同地點分離的104株全基因組測序,同源性達99.9%,病毒未發生明顯變異
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新冠病毒從發現感染到現在已經有3個月了
從目前看到的感染能力以及造成後果等係列生理,病理,遺傳特征看都沒有多大變化
所以病毒的易突變隻是相對的,相對細菌會快很多,相對高等生物頻次更高
但遠沒有到突變速度快到日新月異,改天就改頭換麵的地步
路過地球 發表評論於
樓下老閆,請教專家一個問題:你說RNA病毒不停變異,所以不能用於特定人種。請問RNA病毒如何自我變異會把針對ACE2受體的這把鑰匙變異成另一把鑰匙?先不討論ACE2受體人種間有無差異。

相對於隨機產生一個基因組合成為另一把不同鑰匙,它是不是更可能因失去ACE2鑰匙而自我毀滅?兩者概率差異麻煩專家給算下。
潤濤閻 發表評論於
樓下外行們別胡咧咧。這是把已知RNA病毒的堿基密碼克隆到YAC上去(真菌),就等於把RNA反轉錄成DNA山寨一下到真菌裏。這跟人造病毒風馬牛不相及。為何要用真菌呢?因為DNA不突變,研究起來容易。這論文沒任何新技術或新發現,沒什麽價值,隻是提供研究時的方便。算是湊熱鬧發一篇論文。
路過地球 發表評論於
同樣還有那個 路過地球 也差不多,半吊子知識體係錨定美國製造目標在那詭辯論證
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我可沒冒充自己是20年經驗的專家,我是根據已知的知識進行綜合和推理。

但我跟霍普金斯畢業的牛人探討過,很久前也給出了總結:
1. 新冠病毒應該是組合病毒,既能自然發生也能在實驗室發生。是不是人工製造無法靠基因確定。
2. 業界專家存在互相掩蓋的現象,不希望公眾關注。
3. 從SARS、MERS到新冠病毒,短時間內頻頻出現新病毒發生人際傳播是很難用自然演化解釋的。專家們對找不到合理的中間宿主來解釋很頭疼。一般情況下,這個中間宿主需要跟罕見的特定蝙蝠種群和人類都可以長期密切接觸。即便如此,也無法解釋多種新病毒接連出現。

冠狀病毒在人和動物都很普遍,但在SARS之前隻有4種可以感染人類,毒性很低,打幾個噴嚏的事情。一下子出現好幾種致命冠狀病毒,中間宿主還都神秘莫測,而且其中兩種還...  查看完整評論
我是誰都不是 發表評論於
樓下,好好讀文章。石隻是通訊作者。第一作者是,美國人。
wd01702 發表評論於
打個比方,關於病毒不可能是人造的詭辯是這樣的。你不可能生一個和你兒子一模一樣的兒子,概率上不可能。所以你兒子不是你兒子。
fkkn 發表評論於
石正麗逃到瑞士去了?
欒世清 發表評論於
因為有了一個秘密武器,其他行動就變得合理了。
欒世清 發表評論於
HAARP 才是一個打開了的潘多拉盒子!
欒世清 發表評論於
大家應該到tubi 看看 Mind Control: HAARP Conspiracy 一組天線可以通過順序發射而將低頻電磁波聚焦傳遞到遠處。如果將它射向電離層它就可以被電離層放大上千倍並反射到地球其他地方(比如香港),而人體器官是些沒有防火牆的電磁波接受器! 試驗更表明人腦會對電磁波信號產生“鏡像”,能將一些有意編製的電磁信號裏麵的信息重塑出來,實現遠程腦控。
老生長談 發表評論於
以前有人還是搞生物在這裏信誓旦旦地說這個病毒不能人工合成需要一億個排列等等。。。看來比石的水平還是差一大截 :-)
Exception666 發表評論於
人類活膩了, 作死。 會把人類自己滅掉,不用外星人也不用恐龍。 人類不是高級動物,沒有大智慧。地球上很多其他物種都比人類存在的更長久。愚蠢的人類,自視聰明。
路過地球 發表評論於
另外,這也不是首次。
路過地球 發表評論於
2015論文的15位作者中除12個美國的,2個中國的,還有一個就是瑞士的。
欒世清 發表評論於
大家應該看看tubi 看看 Mind Control: HAARP Conspiracy
somebody01 發表評論於
被恐怖分子拿到技術就完蛋了
太空風 發表評論於
可以合成也可以任意修改?潘多拉魔盒已經打開了
欒世清 發表評論於
美國一本1981年寫的幻想小說 "黑暗之眼"將武漢現在發生的事寫足了出來。有外國按照此小書寫的內容來計劃了今次的行動?如果有的話。

1991年 作者將書中致病微生物的名字從“高爾基-400” 改成 “武漢-400”。
唐爽粉絲團 發表評論於
然後實驗人員被感染了
Science_東岸01 發表評論於
新冠病毒的基因組才29,891 bp,人類幾年前合成有270,000 bp的酵母染色體(大9倍)
從合成生物學角度來說,技術上根本不是問題,病毒合成更多的還是倫理問題
不允許的筆名 發表評論於
五毒所再不出來認賬諾獎可要被人家搶去了,你搶人家一個專利,人家搶你一個諾獎。專利成千上萬,諾獎可就那麽幾個。
莫言無語 發表評論於
病毒不能被合成的可以閉嘴了。
MarsFather 發表評論於
別湊熱鬧了。人家石正麗幾年前就合成了。
SoWhatAgain 發表評論於
太恐怖,如果合成的病毒式烈性傳染且無法治療的話,那就是人類的末日,
Californian 發表評論於
在某種程度上做實陰謀論
剛滿十八 發表評論於
外國合成病毒的技術很先進啊