近日，瑞士一个科研团队在已知新冠病毒基因序列的基础上，通过反向遗传学手段在酵母菌中快速构建出了活的新冠病毒。该技术能高效合成新冠病毒，尤其在新暴发病毒尚未被成功分离出之前，可以帮助科学家尽快向卫生部门和实验室提供传染性病毒毒株，且该替代方案更为高效、安全。
以上成果披露自预印本网站BioRxiv于当地时间2月21日发表了一篇名为“Rapid reconstruction of SARS-CoV-2 using a synthetic genomics platform”的论文。该尚未经同行审议。研究团队首次在试验中，利用合成基因组学平台快速重建了新冠病毒。
值得注意的是，这是一项根据已知病毒基因组进行病毒重建的基础研究工作，该成果与此前的谣言之一“新冠病毒是人工合成的” 无关，本研究中实验室中构建的新冠病毒是在疫情暴发后，根据已经公布的病毒基因组序列进行的病毒重建研究。
该项研究的作者大多来自瑞士伯尔尼大学的科学家，他们联合德国、俄罗斯多所科研院校与相关卫生机构共同完成了上述成果。
研究团队认为，利用已知的病毒基因组序列，通过反向遗传学手段快速构建出了新冠病毒，可以成为向卫生部门和实验室提供传染性病毒毒株的替代方法，还可以对单个基因进行遗传修饰和功能表征，从而争取时间对疫情暴发做出快速反应。
论文中提到，反向遗传学被认为是一种不可或缺的工具，它彻底改变了我们对病毒发病机制和疫苗开发的认识。大型的RNA病毒基因组，如冠状病毒基因组，由于基因组较大且不稳定，很难在大肠杆菌宿主中克隆和操作。研究团队此次报道了一个基于酵母的合成基因组学平台，用于多种RNA病毒的基因重建，包括冠状病毒科、黄病毒科和副粘病毒科的成员。
研究人员可利用病毒分离物、克隆病毒DNA、临床样本或合成DNA生成病毒亚基因组片段，然后使用转化偶联重组技术 (TAR)克隆技术将基因组维持为酵母人工染色体（YAC），从而在酿酒酵母中实现一步重组。T7-RNA聚合酶被用于产生病毒RNA，进而可以产生活病毒。
研究团队首先在其他RNA病毒（如鼠肝炎病毒MHV）中检验了这一平台的准确度，团队测试了鼠肝炎病毒A59株中含有绿色荧光蛋白（MHV GFP）的基因克隆能力，结果表明测试的克隆中正确组装了MHV基因组的YAC占90％，这表明病毒在酵母中的组装效率很高。
也正是利用该平台，研究人员在拿到合成DNA片段后一周内，对新冠病毒进行了工程改造和复活。
病毒cDNA克隆及重组SARS-CoV-2和SARS-CoV-2-gfp的重建
具体来看，研究团队将病毒基因组分成12个片段，大小在0.5kbp-3.4Kbp。同时，为了便于血清学诊断和在细胞培养时追踪，研究团队将合成新冠病毒设计成可以表达GFP（绿色荧光蛋白）。因此，研究团队又将片段11分成3个包含GFP序列的子片段，GFP序列被插入ORF7a（开放阅读框，ORF)中从而在总计有14个片段。
研究团队让试剂公司化学合成上述14个DNA片段，1月14日下订单，2月4日拿到其中的12个片段。片段5和7在大肠杆菌中的克隆出现一些问题未能完成。不过，研究团队恰好同时获得了慕尼黑一位患者的新冠病毒样本（SARS-CoV-2/München1.1/2020/929），他们决定利用RT-PCR扩增获得片段5和片段7。
利用TAR克隆，对于所有6种新冠病毒构建体，研究人员都获得了正确组装的分子克隆。随后，利用转化偶联重组技术 (TAR)，用酵母菌的同源重组系统依据末端重复的序列，将这些DNA序列拼到一起。获得完整的病毒序列后，用T7 RNA聚合酶将这一DNA序列转录为病毒RNA，将该RNA用电穿孔技术导入到VeroE6（猴肾细胞）中，使得细胞被感染，培养这些细胞的上清液（含释放出的病毒颗粒）注入到别的培养基中，可以感染别的细胞。
研究团队进而表示，“我们能在获取病毒的合成DNA片段后仅一周的时间内，对最近流行的新冠病毒的化学合成克隆进行工程改造和复活。”病毒的重组有很高的效率和准确度，通常情况下，超过90%的克隆是正确的。
值得注意的是，作者们指出，尽管此前在酵母中进行同源重组已被用于很多分子病毒的克隆，但这一研究在对通过这种方法快速生成大型RNA病毒的全长cDNA的可行性进行了全面评估，尤其是这种大型RNA病毒在大肠杆菌中无法被稳定克隆。
利用合成基因组学平台克隆RNA病毒基因组
值得注意的是，除新冠病毒外，研究团队还报道了利用该技术合成构建MHV（鼠肝炎病毒，一种冠状病毒）和MERS-Cov等，HCov-229E和Zika病毒的构建仍在实验进行中。
探索频道DD龙最后提醒大家，上班上学一定要戴好口罩
转发出去让更多人看到！
关注武汉疫情，您需要掌握以下知识
报告称全球约三分之二的新冠病毒病例未被发现
【推荐】扑朔迷离的病毒起源，重症高死亡率和无症状感染传播，为疫情拐点到来增添了一丝疑云。
【推荐】遏制病毒的“机会之窗”正在关闭，新冠病毒不消失，会怎样？
超7.2万新冠病毒病例分析：粗病死率2.3% 最高为14.8%
中国科大新冠肺炎“炎症风暴”研究重大进展：发现有效阻断药物
六问武汉病毒研究专家
人造泄露传闻再起！网传武汉病毒所一研究生系"零号病人"，官方回应！
疫情趋于平缓，病毒命名尚存分歧，传播线路日渐清晰，RO仍需再论
日本的新冠病毒公众防疫指南，简单明了！
细菌和病毒上了天怎么办？
潜伏期再延长，致死率需再议？帝国理工再发重磅报告
囚禁致命病毒的武汉P4实验室到底有多牛？
王炸齐聚武汉，离拐点还有多远？
历史信息
新冠病毒潜在中间宿主或为穿山甲 完整数据待公布
囚禁致命病毒的武汉P4实验室到底有多牛？
春暖花开，席卷中国的疫情在变得更好还是更糟？
新型冠状病毒首张彩照公布，致命恶魔原来长这样！
在飞机上感染病毒概率多大？示意图带你看清
计算机仿真程序告诉你为什么不能出门!
新冠状病毒扑朔迷离的身世，是谁打开了潘多拉的盒子？
SARS病毒实验室泄漏事件十年记事，生物安全的这根弦，一刻也不能放松
先不提双黄连能否抑制新型冠状病毒，显然可以抑制智商
新冠状病毒疫情预测与发展，大流行风险或高于SARS
武汉出院患者 他们经历了怎样的治疗过程？
蛇？蝙蝠？水貂？新型冠状病毒究竟来源于哪种动物？
《柳叶刀》老年有慢性病史的男性可能更易患新型冠状病毒肺炎！（中英双语）
同济新发现：亚裔可能更易感染新冠状病毒？勿断章取义别被标题了！
新英格兰医学杂志：新冠状病毒疫情更难控制或因致命性更低
【最新】Science：华南海鲜市场“翻盘”了？恐不是新型冠状病毒发源地！
武汉封城：谁导致了新型冠状病毒的疫情？除了吃货，果子狸、竹鼠、蛇...这锅谁背？
与时间赛跑：新型冠状病毒肺炎引发大范围传播风险有多大？
武汉疫情海报：敬畏大自然，共生才能共存
武汉的冠状病毒从哪儿来？又是怎样传染人类？来龙去脉或许很简单
最新：新型冠状病毒感染肺炎确诊217例！从病情病理到口罩选择，大众该如何预防？
防治新冠肺炎怎么吃才营养？戳我！
以史为鉴，敬畏自然
END
Science科学
了解未知 开启认知
按此关注中文公众号
Science科学英语平台
THE SCIENCE OF EVERYTHING
按此关注英文公众号
您的关注和转发，是对科学事业最大的支持！
◢ 豁然开朗请打赏 ◣
点击“星标”，给予支持！点击“在看”，助力传播！