由於新病例的迅速增加，2019年冠狀病毒病（COVID-19）很快引起了全球關注，病原體被鑑定為SARS-CoV-2。截至目前（4月30日），據約翰·霍普金斯大學發布的實時統計數據，全球累計新冠肺炎確診病例超過323萬例，死亡人數達22萬。這些數字每天都會更新，而且預計還會進一步增加。但是，對於全球能快速的合成及改造病毒的能力，不是很清楚。
2020年5月4日，瑞士伯爾尼大學的Jorerg Jores和Volker Thiel團隊在Nature 上發表了題為"Rapid reconstruction of SARS-CoV-2 using a synthetic genomics platform" 的研究論文，該研究展示了基於酵母的合成基因組學平台的完整功能，能夠在合成基因片段後一周內，對新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）進行工程改造和復活。無需從病人體內分離病毒，直接使用酵母快速生產出大量有活性的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）,這一技術可對突然爆發的病毒疫情快速做出反應，可以在爆發期間實時生成不斷發展的RNA病毒變體並對其功能進行表征，大大減少因病毒變異給研究帶來的帶來的困難。
另外，2020年4月4日，德克薩斯大學醫學院師培勇等團隊在Cell Host & Microbe 在線發表題為「An infectious cDNA clone of SARS-CoV-2」的研究論文，該研究報告了SARS-CoV-2的反向遺傳合成策略。將跨越SARS-CoV-2基因組的七個cDNA片段組裝成一個全基因組cDNA。在體外將cDNA轉錄成為有感染性的病毒RNA，通過電穿孔將RNA導入後，進入細胞後具有高度感染性，產生2.9×10^6 PFU / ml病毒體。與臨床分離株相比，克隆來源的SARS-CoV-2（icSARS-CoV 2）表現出相似的噬菌斑形態，病毒RNA譜和複製動力學。此外，icSARS-CoV-2保留了工程分子標記，並且未獲得其他突變。通過將這種報告基因導入病毒基因組的OFR7中，可以生成穩定的mNeonGreen SARS-CoV-2（icSARS-CoV-2-mNG）。icSARSCoV-2-mNG已成功用於評估干擾素的抗病毒活性。
總的來說，這2項研究開發的新系統，突破了病毒來源的限制，能夠在短時間內（一周）大量生產或改造活性病毒，以用於疾病診斷、動物模型建立、中間宿主確認、疫苗研發等研究。
由於新病例的迅速增加，2019年冠狀病毒病（COVID-19）很快引起了全球關注，病原體被鑑定為SARS-CoV-2。截至目前（4月30日），據約翰·霍普金斯大學發布的實時統計數據，全球累計新冠肺炎確診病例超過323萬例，死亡人數達22萬。這些數字每天都會更新，而且預計還會進一步增加。
冠狀病毒（CoVs）是迄今為止被鑑定出的最大的RNA病毒，冠狀病毒科分為4個屬，分別為α，β，δ和γ冠狀病毒，而β冠狀病毒又分為A，B ，C和D譜系。可以感染人類的七種冠狀病毒（HCoV）包括α冠狀病毒中的HCoV-229E和HCoV-NL63，β冠狀病毒譜系A中的HCoV-OC43和HCoV-HKU1，β-冠狀病毒譜系B中的SARS-CoV和SARS-CoV-2；β-冠狀病毒譜系C中的MERS-CoV。
該研究展示了基於酵母的合成基因組學平台的完整功能，能夠在合成基因片段後一周內，對新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）進行工程改造和復活。無需從病人體內分離病毒，直接使用酵母快速生產出大量有活性的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）,這一技術可對突然爆發的病毒疫情快速做出反應，可以在爆發期間實時生成不斷發展的RNA病毒變體並對其功能進行表征，大大減少因病毒變異給研究帶來的帶來的困難。
另外，2020年4月4日，德克薩斯大學醫學院師培勇等團隊在Cell Host & Microbe 在線發表題為「An infectious cDNA clone of SARS-CoV-2」的研究論文，該研究報告了SARS-CoV-2的反向遺傳合成策略。將跨越SARS-CoV-2基因組的七個cDNA片段組裝成一個全基因組cDNA。在體外將cDNA轉錄成為有感染性的病毒RNA，通過電穿孔將RNA導入後，進入細胞後具有高度感染性，產生2.9×10^6 PFU / ml病毒體。
mNeonGreen病毒的穩定性和應用
與臨床分離株相比，克隆來源的SARS-CoV-2（icSARS-CoV 2）表現出相似的噬菌斑形態，病毒RNA譜和複製動力學。此外，icSARS-CoV-2保留了工程分子標記，並且未獲得其他突變。通過將這種報告基因導入病毒基因組的OFR7中，可以生成穩定的mNeonGreen SARS-CoV-2（icSARS-CoV-2-mNG）。icSARSCoV-2-mNG已成功用於評估干擾素的抗病毒活性。
全長SARS-CoV-2感染cDNA克隆的裝配
總的來說，這2項研究開發的新系統，突破了病毒來源的限制，能夠在短時間內（一周）大量生產或改造活性病毒，以用於疾病診斷、動物模型建立、中間宿主確認、疫苗研發等研究。
參考消息：
https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/products/coronavirus/CHOM_2291_s50_preproof.pdf
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2294-9