近日，刘陌团队与中科院动物所翟巍巍/马亮团队合作在《Molecular Biology and Evolution》（IF：11）期刊上发表了题为“An Expanding Universe of Mutational Signatures and Its Rapid Evolution in Single-Stranded RNA Viruses”的文章。该研究揭示了单链RNA病毒突变过程的动态图景，是突变特征这一研究手段在癌症之外领域的创新性尝试。

突变是物种进化和适应的基础，而突变谱则是指基因组中突变的分布模式。近年来，癌症基因组学的研究为我们提供了关于突变过程的新的视角。通过机器学习对海量体细胞突变深入分析，研究者们发现了大量的突变特征或突变签名，这些签名能够揭示不同的内源性（例如基因组复制、修复机制）和外源性因素（如环境污染、饮食习惯等）在突变过程中所起的作用。然而，病毒的突变谱有着不同于体细胞的特点。病毒在宿主细胞内复制，且能够在不同宿主物种之间传播，具有独特的寄生生命周期。因此，研究病毒的突变过程，不仅能帮助理解内外源性因素如何在基因组中产生突变，还能揭示病毒如何在不同宿主间适应和进化。特别是对于ssRNA病毒，它们的突变谱可能受到宿主免疫反应、病毒复制机制以及宿主细胞的外源性因子（如APOBEC、ROS等）共同作用的影响。

这项研究中收集了上万例单链RNA病毒（ssRNA）突变数据，发现不同ssRNA病毒的突变谱差异显著，且主要与病毒的遗传分歧有关。出人意料的是，宿主环境对突变谱的影响较小，这一发现补充了当前对病毒突变的理解，即外部细胞环境是决定病毒突变谱的主要因素。随后为了深入理解塑造病毒突变谱的进化力量，他们选取了两个重要场景进一步研究：一是不同病毒株之间的宿主间进化，二是宿主内进化。研究表明，在这两种场景下，突变谱在时间和空间上发生了显著变化，并与自然选择的强度密切相关。最后他们通过整合所有ssRNA病毒的突变数据，首次识别出一系列突变特征，其与人类体细胞突变特征有不同程度的相似性，这表明生命树上的突变过程既具有普遍性，也具有多样性。

综上所述，刘陌团队与中科院动物所翟巍巍/马亮团队的研究成果揭示了ssRNA病毒突变过程的动态景观，并明确指出驱动不同物种突变谱快速进化的关键进化力量。

在这项研究中，共同通讯作者为广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所刘陌教授，中科院动物所翟巍巍研究员和马亮副研究员。该研究得到国家自然科学基金等资助。

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文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39823310/