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还记得之前给大家推送的有趣的“手滑涨粉”的免疫学泰斗、澳洲“国宝级”诺奖科学彼得·多尔蒂（Peter Doherty）教授吗？
新冠爆发以来，80岁的多尔蒂教授不仅躬身入局，活跃在新冠疫苗研发一线，更是笔耕不辍，用他惯有的轻松诙谐以一周一会的频率撰文做“科普”。
新的一周开始，科学家和新冠病毒的“死磕”仍在继续。小编给大家带来他最新科普文，解读人类如何发现的DNA编码机制及新冠病毒作为一种有3万个碱基对的RNA病毒该如何破解。
“世界顶尖科学家论坛”（WLF）已经获得多尔蒂教授的编译授权。
回到基础：一切尽在DNA中
你做过基因测试吗?
花几百块钱购买一套工具包，按照其中的说明将自己的唾液密封进一个小试管中，再把它寄回给基因分析公司。这些“寻根DNA”的公司借助先进的技术和高科技设备，沿着人类基因组的23条染色体，对其上30亿个碱基对之中的大约100万个“测序快捷键”做多元化的分析。
基因测试可能告诉你很多意料之外的家族信息 | 图片来源于网络
此外，他们还会检测妈妈遗传给我们的线粒体DNA。爸爸提供的精子DNA使妈妈的卵细胞受精孕育为胚胎，因此父母对宝宝基因带来大致相等影响。但是，由于卵细胞的线粒体会携带的一点额外的基因，是我们大家可以追溯到20万年前的“线粒体夏娃”。
将你的基因信息与现有的大量数据库进行比较后，这些“基因侦探”可能会告诉你，你的祖先可能来自法国南部、印度、美洲的“新世界”，或者其他一些让你意想不到的地方。基因测试的结果可能会让你惊讶于：原来我还有这些血统，原来我如此神秘!
当我（此处指多尔蒂本人）得到自己的结果时，数据认为我是所有澳大利亚白人中最为常见的盎格鲁人或爱尔兰人。这两种血统都可能包括一些狂暴和掠夺性的维京人基因，这让我的家族史变得更戏剧性，也增加了我罹患杜普伊特伦挛缩病的风险。
看到这里，你也许会好奇：30亿个碱基对到底是什么？
早在上世纪50年代, 吉姆·沃森和弗朗西斯·克里克在剑桥大学的卡文迪许实验室就地取材，用木棒、线、纸板以及一些实验室既有的材料建立了一个DNA模型。沃森和克拉克向我们展示了遗传密码是如何被组织成两条互补的双螺旋结构DNA链。在此之前，我们已对遗传的遗传学有了很多了解，但对其背后的化学原理却一无所知。
沃森和克拉克在实验室搭建出了DNA模型 | 图片来源于网络
真正的DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋“扭曲阶梯”的骨架是由糖（也就是DNA中的“D”，脱氧核糖）和磷酸盐组成。
而格外的简单的分子的配对氮碱基，即由腺嘌呤和胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶（ATGC）结对而成的核苷酸，组成核酸（DNA中的“NA”）的生物学基础聚合物，它定义了我们是谁。这些不同A-T、G-C碱基对的序列就是人类基因学领域的研究人员能够完全就读的内容，也是这些基因公司“审讯”的部分。
现在，我们回到今天的COVID-19问题上。
从基因组学的角度考虑，我们大家可以把发生在我们人类身上的各种变化视为一系列由30亿个碱基对编码的基因、蛋白质等之间复杂的相互作用，而不是像新冠病毒那样仅仅由3万个碱基对编码完成。
如果像我们应该应对的病原体是白喉棒状杆菌，那我们面对的是250万个入侵碱基对。人类与细菌的共同之处在于遗传物质都是DNA。有部分病毒也是如此，比如腺病毒和痘病毒，但HIV，流感病毒或冠状病毒却不同。
Photo by CDC on Unsplash
这些都是RNA(核糖核酸)病毒，这在某种程度上预示着胸腺嘧啶(T)被尿嘧啶(U)所取代，因此RNA碱基配对是A-U,、G-C。3万个碱基对的数目对于RNA病毒来说是很大的，与新冠病毒相比HIV病毒的碱基对有9200个，而流感病毒为13500个。
但是，这些看起来微不足道的病毒却给我们人类造成致命的危险。他们是怎么做到的呢？新冠病毒的答案要求我们比较康复者和死亡病例的基因组才能找到，而这些分析可能要到此次疫情大流行完全结束后才能进行。
这些病毒并不像外表看起来那样简单。没有病毒可以独立的生长或转移，它们必须入侵宿主然后在活体细胞中进行繁殖。致病性的RNA病毒——新冠病毒入侵我们的呼吸道上皮细胞并在其中使用DNA定向机制。感染发生后，会有慢慢的变多的肺细胞转化为病毒生产工厂，它会通过线粒体提供必要的能量。
为了寻找更多宿主扩大传播范围，这些病毒会在我们在走路时伴着咳嗽、飞沫或体液接触向外扩散。我们大家可以想象以下，新冠病毒正在利用我们的眼睛，神经，大脑，肌肉等器官中的多少人类基因产物来确保其不断传播扩散、繁殖生存？那这些病毒为何需要致我们于死地呢？这又是另一个故事了。
当我们试图去解开COVID-19全球大流行的奥秘时，我们将会对病毒基因组中的突变、核苷酸碱基的添加或丢失进行跟踪，同时逐步对新的病毒分离物进行基因测序。这些结果可以帮助我们搞清楚新冠病毒的传播路径、提醒我们再开发疫苗和特效药物时应注意些什么潜在问题。
当然，这些都只是最基础的信息。在进一步剖析COVID-19疾病的复杂方面，我们还有很长一段路要走。
（备注：编译尽可能保留多尔蒂教授的语言风格，原文含义以英文翻译为准。如有错误，欢迎在后台留言指正。）
