哥倫比亞大學和科隆大學的研究人員創建了一個可以成功預測流感病毒演化的新模型。這一模型不僅能幫助人們進一步了解流感,還提供了篩選流感疫苗的新途徑。這項研究于二月二十六日發表在Nature雜志上。
流感是人類中的一種主要流行性疾病。甲型流感病毒的季節性菌株每年都會導致幾十萬人死亡。WHO及其合作中心對季節性流感病毒H3N2的演化進行了長達六十年的嚴密監控。在這些數據的基礎上,人們每年兩次選出流感病毒菌株進行疫苗生產。由于流感病毒是一種快速演化的病原體,選擇最理想的疫苗是一個重要的全球性健康問題。
近些年來,人們逐漸發現流感病毒的演化是一個復雜的過程。不同流感菌株彼此競爭,比拼著感染人類的能力。這啟發了哥倫比亞大學的Marta ?uksza和科隆大學的Michael L?ssig,他們希望能夠預測這場競賽得勝利者。“這是進化生物學的一大挑戰,因為自然界很少有系統能夠讓人們定量預測其演化情況,” ?uksza說。“傳統的進化思路是在重復過去發生的事,而我們需要預知未來。”最重要的是,科學家們要能夠在系統中區分隨機部分和可以被準確預測的部分。
?uksza和L?ssig采用了達爾文的“適者生存”原則。那么如何確定流感病毒的適應能力呢?首先,他們考慮到了病毒的變異,病毒為了逃避人類免疫應答需要保持高效的突變。這些適應性突變主要發生在抗原表位,即病毒表面蛋白血凝素的抗體結合區域。此外,他們也考慮到了保守性,也就是說這些突變不能影響病毒的基本功能,例如病毒蛋白的正確折疊等等。他們建立的這種模型能通過病毒的基因組數據,預測可能在競爭中取勝的病毒菌株。
研究人員指出,將上述適應性模型應用于某一年的流感病毒數據,就可以根據每種菌株的適應性和出現頻率,預測其后代在下一年的出現頻率。
雖然這項研究針對的是流感,不過它也向人們展示了進化與傳染性疾病流行之間的關聯。從更廣泛的層面上說,這項研究觸及了一個生物學領域的基礎問題,即生物進化是否可以被預測。“很明顯,這一問題并沒有一個廣泛適用的答案,”?uksza說。“但我們的分析顯示,在某些情況下可以進行一定程度上的成功預測。”下一步,研究人員將利用全球的流感數據進行更深入廣泛的研究,以確定他們的預測法是否能夠改善疫苗的開發。
科技日報訊(記者李麗云朱虹)6月24日記者獲悉,中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所研究發現,代謝型谷氨酸受體2(mGluR2)是流感病毒通過網格蛋白介導內吞途徑入侵細胞的關鍵受體。相關研究論文發表在《自然......
近日,中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所研究發現,代謝型谷氨酸受體2是流感病毒利用網格蛋白進入細胞的關鍵受體,相關研究成果發表在《自然·微生物(NatureMicrobiology)》上。哈獸研微信公眾號......
距離杭州約120公里的浙江省浦江縣,藍天白云下,稻田環繞間,上山遺址迎來一個重要發現。中國科學院地質與地球物理研究所(以下簡稱地質地球所)研究員呂厚遠、張健平,與來自浙江省文物考古研究所、臨沂大學等1......
5月15日,中國科學院武漢植物園、中國科學院中-非聯合研究中心牽頭,聯合英國倫敦瑪麗女王大學、英國皇家植物園邱園、華大基因、馬達加斯加塔那那利佛大學、肯尼亞國家博物館、上海辰山植物園等,在《自然》(N......
中新網北京4月24日電(記者孫自法)作為億萬年前曾稱霸藍天的古脊椎動物,翼龍自200多年前發現以來,其神秘的起源與滅絕、同恐龍和鳥類的關系,以及復雜頭骨的演化等一直備受關注,也持續存在爭議并充滿挑戰。......
記者19日從中國科學技術大學獲悉,該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恒研究組與香港大學同行合作,在光學系統中構造了量子演化與其反向演化的相干疊加,并證實其在量子信道識別方面的優勢,該研究成果日前發表在國際......
病毒與宿主在漫長的演化過程中既對抗又合作,并對宿主產生深遠影響。我國科學家團隊研究發現:古老病毒曾經插入到鳥類DNA里,并伴隨著雀形目鳥類物種大爆發在鳥類宿主里不斷增殖,而鳥類不僅可以有效地清除掉這些......
本報北京4月15日電(記者張蕾)病毒與宿主在漫長的演化過程中既對抗又合作,并對宿主產生深遠影響。我國科學家團隊研究發現:古老病毒曾經插入到鳥類DNA里,并伴隨著雀形目鳥類物種大爆發在鳥類宿主里不斷增殖......
《自然》3月14日發表的一篇論文認為,齒鯨(如虎鯨、白鯨和一角鯨)之所以演化出更年期可能是為了增加種群的總體壽命。這一發現還表明,更年期的演化使雌性能夠幫助后代生存,但不會與女兒或孫女競爭配偶。更年期......
“何以為人”——如何定義人類自身及理解人之為人的獨特性,是復雜而艱巨的問題。遺傳學的興起和發展為我們從生物學角度理解現代人的由來和獨特性提供了新視角——20多年前,第一例人類基因組的測序觀察到現代人與......