病毒核酸酶驱动的冠状病毒遗传创新

病毒中的遗传变异广为人知可由聚合酶驱动的核苷酸错误掺入所产生。然而，以较低且在很大程度上尚不明确的频率发生的插入和缺失（indel）突变，在具有适应性优势时，可能构成更为显著表型变化的基础。利用一种可报告罕见 indel 突变的人冠状病毒（HCoV-OC43）构建体，我们表明，由冠状病毒编码的核酸酶非结构蛋白15（NSP15）能够驱动一类插入突变的获得。对 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 病毒群体进行超深度测序表明，在插入突变体生成过程中，这两种冠状病毒对 NSP15 均存在类似的需求。总体而言，这两种冠状病毒中的插入突变频率均超过 10^-3/基因组。 对数千个 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 插入突变体的分析揭示了一种突变过程：NSP15 切割病毒 RNA，产生与插入片段相对应的寡核苷酸，这些片段随后被获得于基因组的远端位置。SARS-CoV-2 刺突蛋白中位于 S1/S2 连接处的一种插入突变能够形成 furin 切割位点并增强病毒传播性，这种突变的存在可能是促成 COVID-19 大流行发生的必要条件。我们发现，在冠状病毒正常复制过程中，存在大量通过插入突变潜在获得和替换 furin 切割位点的实例。因此，在自然界中实际存在规模的冠状病毒群体中，此类事件很可能是普遍发生的。

病毒中的遗传变异众所周知可由聚合酶驱动的核苷酸错误掺入所产生。然而，以较低且在很大程度上尚不明确的频率发生的插入与缺失（indel）突变，一旦具有适应性优势，便可能导致更为显著的表型变化。利用一种能够报告罕见 indel 突变的人冠状病毒（HCoV-OC43）构建体，我们表明，由冠状病毒编码的核酸内切酶非结构蛋白15（NSP15）能够驱动一类插入突变的获得。对 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 病毒群体进行超深度测序显示，在插入突变体生成过程中，两者对 NSP15 具有类似的依赖性。总体而言，这两种冠状病毒中的插入突变频率均超过 10^-3/基因组。

对数千个 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 插入突变体的分析揭示了一种突变过程：NSP15 切割病毒 RNA，产生与在远端基因组位置获得的插入序列相对应的寡核苷酸。SARS-CoV-2 刺突蛋白中位于 S1/S2 连接处的一种插入突变可形成 furin 切割位点并增强病毒传播性，这种突变的存在可能是促成 COVID-19 大流行发生的必要条件。我们发现，在冠状病毒正常复制过程中，通过插入突变获得和替换潜在 furin 切割位点的实例大量存在。因此，此类事件在自然界中实际存在规模的冠状病毒群体中很可能是普遍发生的。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.15.744938v1?rss=1

🏷️ 冠状病毒 NSP15核酸酶 插入缺失突变 病毒遗传变异 SARS-CoV-2 furin切割位点