FNAS丨研究发现,SARS-CoV-2 RNA可以被逆转录整合入人体的基因组是怎么回事?

FNAS丨研究发现,SARS-CoV-2 RNA可以被逆转录整合入人体的基因组是怎么回事?

来源:jmbioweb 发布时间:2021-05-26 11:00:29 点击数: 1

新冠病毒(SARS-CoV-2)导致的新冠疫情暴发以来,不少患者出现了康复后又再次“复阳”的现象,但其中的机制尚未完全阐明。新冠病毒是一种正链RNA病毒,RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)复制其基因组RNA和转录其亚基因组RNA。因此,有人猜测,新冠病毒的RNA基因组是否会通过逆转录为DNA,并整合到人类基因组中,整合后的转录造成了核酸检测“复阳”?


2021年5月7日,美国科学院院士、麻省理工学院 Rudolf Jaenisch 教授等在《美国科学院院刊》PNAS 上在线发表了题为:Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues 的研究论文。


该研究认为新冠病毒(SARS-CoV-2)基因组序列可以通过逆转录整合到人类基因组中,成为人类基因组的一部分。


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为了直接证明SARS-CoV-2序列已整合到宿主细胞基因组中,将从感染的LINE1过表达的HEK293T细胞中分离的DNA用于纳米孔长读测序。结果表明,SARS-CoV-2序列可以通过LINE1介导的逆转录机制整合到培养的人细胞基因组中。


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为了评估SARS-CoV-2序列的基因组整合是否也可以在不过度表达RT的受感染细胞中发生,从RT表达质粒传染的病毒感染的HEK293T和Calu3细胞中分离了DNA 、TN5 tagmentation介导的DNA整合位点富集测序。一共有7 SARS-CoV的-2序列的融合到细胞序列在这些细胞中检测到(三个总和两个细胞系的独立感染),结果检测到7个与细胞序列融合的SARS-CoV-2序列。


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研究者认为,SARS-CoV-2 RNA的整合DNA拷贝的方向相对于目标宿主基因的方向应该是随机的,从而预测整合到表达的宿主基因中的病毒DNA的大约一半应该位于目标宿主基因中。与宿主细胞基因转录方向相反的方向。如预测的那样,人类基因中约50%的病毒整合体相对于我们的Nanopore数据集中的宿主基因处于相反的方向(人类基因与LINE1识别序列的整合)。因此,对于衍生自整合病毒序列的嵌合转录物,预期约50%的嵌合转录物应包含与正链宿主RNA序列连接的负链病毒序列。因此,研究者确定了感染的培养细胞/类生物体以及患者体内含有负链病毒RNA序列的组织中病毒和人类病毒嵌合转录物的比例。


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就在上述PNAS论文上线几天后,著名病毒学期刊 Journal of Virology 发表了来自美国普渡大学的一篇题为:Host-virus chimeric events in SARS-CoV2 infected cells are infrequent and artifactual 的研究论文。


该论文直截了当的表示,新冠病毒(SARS-CoV-2)感染后整合到宿主细胞基因组中是极罕见事件,而且这是人为操作导致的,自然情况下不会发生这种现象。


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为了检测先前研究的整合事件,研究团队虽然认为新冠病毒不会整合,但仍然以开放的心态进行了进一步检测和验证。对RNA进行测序时的文库构建需要用到逆转录酶,将RNA逆转录为cDNA,这一过程中会不可避免地出现错误,研究团队通过计算发现,如果样本中有其他物种RNA的话,这种人为错误导致的整合达RNA-seq数据的1%。


然后,研究团队从受新冠病毒(SARS-CoV-2)感染的细胞中提取遗传物质,然后将遗传物质扩增或复制了30次。如果宿主细胞DNA中发生嵌合体事件,那么来自新冠病毒的DNA这些位也应增加30倍。但是,最终的数据没有显示出这一点。


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研究人员表示,在从受感染细胞的大量RNA中富集新型冠状病毒序列时,我们发现嵌合体事件很可能是人为产物,因此,我们的研究结果并不支持新型冠状病能够插入整合到人类基因组中的说法。


参考文献:


【1】Jaenisch R. Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues[J]. PNAS, April 19, 2021.


【2】University P. Host-virus chimeric events in SARS-CoV2 infected cells are infrequent and artifactual[J]. Journal of Virology ,  10.1128 / JVI.00294-21,May 2021.



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