氨基酸突变统计方法
生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对,结果轰动一时。他们想知道,如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异,哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸,或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现,天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列,而如果突变真的改变了氨基酸,也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此,赫斯特与弗里兰宣称,天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品,而是万里挑一的密码系统。
天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说,所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸,它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸,其三联密码第一个字母都是C;所有由草酰乙酸合成的氨基酸,第一个字母都是A;最后,几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸,第一个字母都是G。
三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关,或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水,疏水性氨基酸不会溶于水,但会溶在脂肪或油里,比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸,可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱,而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个,第二个字母都是T,所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。
三联密码的第三个字母不含任何信息,不管接上哪一个字母都没关系,这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例,它的密码子是GGG,但是最后一个G可以代换成T、A或C。
第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的(剩下15个氨基酸,再加上一个终止密码子)这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此,最原始的密码可能只是二联密码,后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码,也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。
第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当,第二个字母和氨基酸的疏水性相关,第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变,还可以降低灾难发生时造成的损失,同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的,那应该会带来更多的好处。
我国已做好应对奥密克戎变异株的技术准备
光明日报记者 金振娅
在30日举行的国务院联防联控机制发布会上,国家卫健委新闻发言人米锋指出,目前全球新冠肺炎新增确诊病例仍在增长,每日新增确诊病例接近上一轮疫情高峰水平,加上奥密克戎变异株在有些国家和地区扩散,我国外防输入压力持续加大。
我国的核酸检测能应对奥密克戎变异株的输入
中国疾控中心病毒病预防控制所所长许文波表示,截至11月30日,南非、博茨瓦纳、以色列、比利时、意大利、英国、澳大利亚等多个国家和地区,已监测到奥密克戎变异株的流行或输入。“我国其他省市尚未发现该变异株的输入。”
与阿尔法、贝塔、伽马和德尔塔等其他四个关切变异株相比,奥密克戎变异株具有前4个关切变异株的一些重要氨基酸突变位点,并且南非地区奥密克戎变异株感染病例数激增,以及对德尔塔变异株的部分取代,提示其潜在传播力明显增强,但还需要未来数周对该毒株的传播范围、疫苗突破病例比例、流行病学和病毒学综合研究数据进行研判。
对于核酸检测能否检测奥密克戎变异株的社会关注,许文波回应说,中国主流核酸检测试剂的敏感性和特异性没有变化,可以应对奥密克戎变异株的输入。
奥密克戎变异株是否会超越德尔塔变异株,成为新的主要流行株?中国医学科学院病原生物学研究所研究员钱朝晖表示,根据南非最近报道的流调数据来看,奥密克戎变异株的传播速率确实非常快,但基于目前的数据还难以判断,值得高度关注。
奥密克戎变异株是否影响药物的有效性还需验证
当前,很多国家都在研发抗新冠病毒的药物,奥密克戎变异株对这些药物的有效性是否有一些影响?
对此,钱朝晖介绍,现有新冠病毒的抗病毒治疗药物主要包括中和抗体药物和小分子药物:该毒株的一些突变可能会对相当一部分中和抗体药物的治疗效果带来影响,但具体到某个抗体的影响程度,还需要通过实验进行验证;目前看对小分子药物的影响可能不大,但考虑到病毒复制酶和蛋白酶仍然存在突变,药物是否受到影响,仍需进一步研究和确认。
许文波表示,奥密克戎变异株的刺突S蛋白存在多个重要的氨基酸突变,这些突变曾在阿尔法、贝塔、伽马和德尔塔等变异株中被发现与免疫逃逸相关。但是,这些突变位点叠加一起是否进一步导致免疫逃逸,现在还不清楚。
“应对奥密克戎变异株,我国已经做好了包括灭活疫苗、蛋白疫苗、载体疫苗等多条技术路线的前期技术储备和研究,部分企业相关前期设计已经开始了。”许文波指出。
要加快老年人接种疫苗的进度
数据显示,我国60岁以上老年人的总数达2.64亿人。“现在还有大概20%左右,也就是说有5000万左右的老年人还没有接种新冠疫苗,这相当于中等规模国家的人口数量。”国务院联防联控机制科研攻关组疫苗研发专班工作组组长、国家卫健委科技发展中心主任郑忠伟表示。
他强调,要加快推进老年人的接种,无论对老年人本人、对家庭、对社会都意义重大。一方面,新冠肺炎病毒是新病毒,老年人大多有基础疾病。目前各国统计的新冠肺炎患者,平均死亡年龄都在70岁以上。另一方面,如果不快速推动老年人群的疫苗接种工作,一旦放松管控,就会出现重症、死亡人数上升,我国的医疗资源也必然受到严重挤兑,造成重大的社会问题。
他还指出,研究发现,老年人接种新冠病毒疫苗后产生的中和抗体水平是低于年轻人的,而且所有的人群在接种新冠疫苗后,中和抗体水平会出现一定程度的下降。“所以,呼吁老年朋友不仅要加快疫苗的接种,而且还要适时尽快接种加强针。”
《光明日报》( 2021年12月01日08版)
来源: 光明网-《光明日报》
我国已做好应对奥密克戎变异株的技术准备
突变氨基酸残基数是德尔塔的2.4倍!!Omicron刺突蛋白图像公布!
当地时间11月27日,来自意大利罗马耶稣儿童医院的多模式医学实验室公布了全球首张关于新冠病毒变异毒株Omicron(奥密克戎)的图片。
变化最大的已经用红色标识,密密麻麻的红色看得人直接头大,在德尔塔变异毒株中,突变的氨基酸残基数量为18个,而在新毒株奥密克戎中则有43个,更让人担心的是这些变异大部分位于与人体细胞相互作用的区域。
美国免疫学博士、哈佛医学院博士后王宇歌称“其RBD具有15个突变,是RBD突变最多的突变株,可能会影响抗体识别和疫苗接种”,这可能是最令人担心的!尽管Omicron变种要完全免疫逃逸不太可能,但可能会降低疫苗的效果,不过这个问题确认仍然需要时日。
Omicron变种时间线:
11月11日在非洲国家博茨瓦纳发现新冠变异新毒株B.1.1.529;
11月13日,被WHO列为了Variants of Concern(VOC,需要关注的变种),和肆虐印度席卷全球的Delta同一级别!
11月24日,南非豪登省检测到了突变毒株B.1.1.529;
11月26日,WHO将其命名为Omicron!
11月27日,荷兰已经检出61例;
另外:中国香港报告了2例Omicron,其中 1 人是来自南非的旅行者。11月26日,以色列也报告了1例确诊的Omicron和2例疑似病例。
新变种来袭,希望各位警惕并做好防护措施
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