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Genbank:世界流感基因库
如果说复原1918年病毒是开启了潘多拉魔盒的一个小口,那么建立世界流感基因库,就等于把盒盖完全敞开,等待我们的是福,还是祸?
当陶本伯格的论文在10月6日《自然》杂志发表的当天,马里兰大学生物信息和计算生物学的主管史蒂芬·沙伯(Steven Salzberg)领导的研究小组发布了建立世界流感基因库的文章,此项目由美国国立过敏和传染病研究所和世界各地大学或研究所的病毒学家参与合作,其中包括解密1918年流感病毒的陶本伯格。
文章表明,流感病毒基因组在不断进化,而且提出了监测流感病毒的新策略。“我们从美国、新西兰和澳大利亚的中心直接得到流感样本,这些样本直接送往马里兰。我们正努力让亚洲的医学中心提交他们的样本。样本包括人类患的流感和禽流感,但现在大部分的工作还是针对人类的。我们设计了一种新的更有效的方法对这些流感样本进行排序,大约收到样本后的5天内,就能完成对流感病毒基因组的排序。然后,我们把这些序列存储在公共数据库‘基因银行’(Genbank),此数据库和欧洲、日本的类似数据库共享资料。所有数据都能不受任何限制,供所有人使用。”沙伯向《新民周刊》解释他们的具体工作。
流感病毒每年变异,导致疫苗失效,需不断选择新的病毒株来制备疫苗。如果病毒发生抗原性转变(antigenic shift),则人群对新病毒株缺乏免疫力,即导致全球大流行。发生在20世纪的3次流感大流行(1918年、1957年和1968年)死亡人数就达数千万。虽然1933年人类就分离出了第一株流感病毒,但对流感病毒是如何进化的还是不完全清楚。为更好地了解流感病毒的进化,在过去5个流感季节(1999-2004年),美国生物技术信息中心(NCBI)的科学家们测定了209株流感病毒的全部基因组序列(包括2821103个核苷酸),并对其基因组进行比较。
研究证明,一小群流感病毒株与另一株混合即出现新的优势病毒株。GenBank已储存了所有研究报告。“所有的流感样本的时间跨度是从近期到10年不等,有些可能更早。”沙伯介绍说。
当问起发布流感病毒基因序列是否会受到官方限制时,沙伯回答道:“我们现在还没有遇到任何生化防卫方面的障碍。说服流感研究者们共享他们的研究成果是我们最大的障碍。”
其实,储存流感病毒基因序列只是Genbank的一小部分任务。GenBank是由美国生物技术信息中心(NCBI)于1982年建立并维护的,被称为世界上的权威序列数据库。它包含所有已知的核苷酸及蛋白质序列以及与之相关的生物学信息和参考文献,
自1994年以来,沙伯改进了寻找人类基因的程序。随后的几年里,NCBI的专家又研发出几个新的程序。其中的一个是与更为详尽的背景信息相整合,进行基因预测。GenBank发展极为迅速,仅1995年一年里增加的序列数据量,即超过以往14年的累加数目。1995年的版本含有492483个不同的序列,总长度超过353713490个碱基。其中54%是人Homosapiens的序列,此外还包括线虫(C.elegans、酵母S.cerevisiae、小家鼠(Mus musculus等15500种生物的DNA序列。
提起现在不断蔓延的禽流感,沙伯认为防御现在禽流感最重要的步骤是:一要监测禽流感的爆发,并且很快测试出流感病毒是否为H5N1型,同时关注它们是否还在变异;二要努力发展比我们现在更快的制造新疫苗的能力。
“我们对流感病毒基因组的排序工程就是第一个步骤的一部分,我们正在尽力做我们所能做的一切。要密切关注如今患流感的人群,这样如果病毒造成新的传染病,我们就会有所准备去回击。”沙伯说。
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