SARS-CoV-2与SARS病毒基因组中密码子使用的比较

目的:分析冠状病毒基因中密码子的进化和变异。方法:运用生物信息学方法和生物统计学方法,对新型冠状病毒（SARS-CoV-2）和非典病毒（SARS）基因中密码子使用的偏好性和密码子的上下文关系进行比较分析。结果:两种病毒密码子的使用都存在显著的偏好性（RSCU值的变化为0.10~2.67）,且偏好使用的密码子（偏爱密码子）和避免使用的密码子（稀有密码子）基本是一致的;通过相关性分析发现在两种病毒中密码子适应性指数（CAI）与密码子第三位点的GC含量（GC3）呈显著的负相关性,但SARS-CoV-2的负相关性更强（SARS-CoV-2:R2=0.76,P<0.001;SARS:R2=0.48,P<0.001）,随着CAI的增大,GC3降低由于CAI是反映基因表达水平的参数,即高表达基因偏好低GC3的同义密码子。比较偏爱密码子和稀有密码子的上下文关系,发现偏爱密码子与稀有密码子各位点的核苷酸组分存在显著差异,这种差异性表现为在密码子不同位点GC和AT的显著区别,反映了GC含量对同义密码子使用偏爱性的约束。结论:SARS-CoV-2和SARS病毒基因组GC含量、密码子的上下文关系、密码子各位点核苷酸的组分、基因的表达水平是影响密码子偏爱性的重要因素,研究结果对SARS-CoV-2和SARS病毒基因组的进化和变异的研究具有参考意义。