蒋 帅, 游昌乔,, 张红明,, 秦 红, 郭新红

(1. 湖南大学生物学院, 长沙 410082; 2. 南华生物医药股份有限公司, 长沙 410006)

新型冠状病毒 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2) 属于冠状病毒科(Coronaviridae),乙型冠状病毒属(Betacoronavirus, Beta-CoV),沙贝病毒亚属(Sarbecovirus)的一种毒株,为正义单链RNA病毒(Positive-sense single-stranded RNA virus, (+) ssRNA virus)[1]。SARS-CoV-2及其变体的基因组测序[2]、蛋白质结构预测[3]和遗传谱系构建[4]等问题逐渐被攻克。检测人群感染SARS-CoV-2的鉴定技术主要包括:一是对区域内大规模人群或个人的核酸采样并进行PCR检测[5-6],二是采用化学发光技术检测人群血清特异性抗体IgM、IgG水平[7]。以上技术不但消耗大量的时间和人力成本,而且鉴定病毒感染的重复性和准确性也欠佳[6-7]。

条形码技术于2003年首次由保罗·赫伯特(Paul Hebert)提出[8]。与传统生物识别技术相比,条形码片段通过挖掘物种的遗传信息进而获得更多特异性分子遗传标记[9]。这些特异性标记不仅能够有效鉴定物种,也可以作为物种出现大规模变异的判断依据。近年来,研究表明条形码技术在病毒鉴定方面卓有成效[10-11]。因此,旨在设计RNA条形码片段对SARS-CoV-2进行更快、更精确的鉴定。

1 材料与方法

1.1 病毒全基因组序列库构建

从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)数据库[12]中收集所有已发表的乙型冠状病毒属参考全基因组(Refseq complete genome)序列。此外,序列库(Sequences database)还收集了SARS-CoV-2的6种主要变种(Alpha B.1.1.7, Belta B.1.351, Delta B.1.617.2, Gamma P.1, Lambda C.37, Omicron B.1.1.529)以及甲型冠状病毒属(Alphacoronavirus, Alpha-CoV)的剩余2种人冠状病毒(Human Coronaviruses, HCoVs)[1]毒株(Human coronavirus 229E, HCoV-229E;Human coronavirus NL63, HCoV-NL63)的参考(Reference)全基因组序列以研究SARS-CoV-2内部的变异水平。

1.2 序列库的生物信息学分析

基于MAFFT算法,序列库进行在线多重序列比对(https:∥mafft.cbrc.jp/alignment/server/)[13]。完成比对过程后,利用分子进化遗传(Molecular Evolutionary Genetics Analysis, MEGA 11.0)[14]与基因多态性分析软件(DNA sequence polymorphism, DNAsp6)[15]对结果进行核酸序列与遗传多样性分析。……