| 送交者: 苦难与荣耀[☆★★声望品衔11★★☆] 于 2020-06-09 5:46 已读 3166 次 10 赞 | 苦难与荣耀的个人频道 |
估算结论 6park.com1 CoVZC45通过任意12次变异演化出酶切位点的几率<1/10^52 2 CoVZC45一年内变异出酶切位点的概率<1/(10^36) 3 CoVZC45十年内变异出酶切位点的概率<1/(10^24) 4 CoVZC45一百年内变异出酶切位点的概率<1/(10^12) 5 CoVZC45一千年内变异出酶切位点的概率<25% 6park.comCoVZC45，指舟山蝙蝠类SARS冠状病毒bat-SL-CoVZC45(简称CoVZC45)，它与SARS-CoV-2基因序列相似度87.5%，被公认为是与SARS-CoV-2亲缘关系最近，最有可能自然变异出SARS-CoV-2的冠状病毒。 6park.com2017年，南京军区军事医学研究所从采集于舟山的蝙蝠身上分离得到CoVZC45，2018年CoVZC45基因序列被上传至国际基因库。 6park.com引申结论 6park.com1. 由CoVZC45自然变异出酶切位点，进而演变成SARS-CoV-2是一个极度零概率事件。 6park.com如果，SARS-CoV-2是由与它亲缘关系最近的CoVZC45自然变异而来的，那么，没有酶切位点的CoVZC45，应在被发现的2017年至2019年11月之间，在2年时间内自然变异出SARS-CoV-2具有的酶切位点。由本文估算结果来看，这是一个零概率事件。 6park.com2. 由任何与SARS-CoV-2有足够亲缘关系（或相似度），且无酶切位点的病毒自然演变为SARS-CoV-2，是一个极度零概率事件。 6park.com此结论适用于SARS-CoV（SARS病毒），CoVZXC21（另一种舟山蝙蝠病毒），RaTG13（石正丽的所谓云南菊头蝠病毒，如果它确实存在的话）等β谱系冠状病毒。可参考文末“引申”部分。 6park.com准备 6park.com6park.comSARS-CoV-2的酶切位点，恰好位于刺突蛋白（Spike蛋白，或S蛋白）的两个亚基S1蛋白和S2蛋白的交界处，见上图。以下将此交界位置记为S1/S2。 6park.com 冠状病毒的构造图，病毒最外部的突起就是刺突蛋白（Spike，S），或棘突蛋白。 6park.com 6park.com由上图可见，SARS-CoV-2在S1/S2位置新增了四个氨基酸（残基）“PRRA”，这四个氨基酸中的后三个“RRA”，与紧邻的“R”的组合，构成了SARS-CoV-2的furin酶切位点标志“RRAR”。图中第二行是SARS-CoV-2的氨基酸序列（或叫蛋白序列），第四行是CoVZC45的氨基酸序列。还可以参考下面这个图。 6park.com 6park.com估算过程 6park.comA 估算CoVZC45通过任意12次变异演化出酶切位点的几率 6park.com舟山蝙蝠类SARS病毒CoVZC45一共有近3万个碱基对； 6park.com假设： a) CoVZC45每变异一次，平均有N个位置会发生改变； a) 每一个位置的变异方式有增、减、换3种，每种方式发生的机会均等； 6park.com则，在CoVZC45的任意一次变异中，S1/S2位置出现变异的概率是N/30000； S1/S2位置出现的变异恰为新增一个碱基对的概率是（N/30000）*（1/3）=N/（30000*3）=N/（9*10^4）；这里10^4表示10的4次方。 6park.com（简单起见，忽略在一次变异中，S1/S2位置同时新增2个以上碱基的情况） 6park.com（补注：已完成偏差估计，该忽略造成的偏差不超出估算结果上限的2倍，或者说，可能的几率上限不超过本估算结果上限的3倍。） 6park.com一个氨基酸对应三个碱基对。 6park.com通过CoVZC45的任意三次变异，在S1/S2处新增出三个碱基对的概率为(N/（9*10^4）)^3=N^3/（9^3*10^12）=（N/9）^3*（1/10^12） 6park.comSARS-CoV-2的S1/S2处新增了四个氨基酸“PRRA”，第一个是P-脯氨酸，脯氨酸共有四种碱基对组合（每种组合含三个碱基对）。 6park.comRNA碱基对有U-A、C-G、A-U、G-C四种，三个碱基对的组合共有4*4*4=64种。在S1/S2处新增出的三个碱基对属于脯氨酸“P”的概率是4/64=1/16<1/10。 6park.com从而，通过任意三次变异，在S1/S2处新增出三个碱基对，且此三个碱基对属于脯氨酸“P”的概率<（N/9）^3*（1/10^12）* (1/10)=（N/9）^3*（1/10^13） 6park.com通过任意12次变异，在S1/S2处新增出全部四个氨基酸“PRRA”的概率 P<{（N/9）^3*（1/10^13）}^4=（N/9）^12*（1/10^52） 6park.com[补注： 可以优化模型与算法，涵盖一次变异产生多个碱基对的情况。新模型+算法的估算结果为：通过不超过12次变异，在S1/S2处新增出全部四个氨基酸“PRRA”的概率 P<3*(N/9)^12*(1/10^52)。 它是原估算结果的3倍级别，二者数量级一致。或者可以说，原估算的偏差不超出一个数量级。 ] 6park.com如果N=1，可计算得P<（1/2.8）*（1/10^63），即小于10的负63次方； 如果N=9，则P<（1/10^52），即小于10的负52次方。 6park.com以上是一个基础性的估算。 6park.com下面进一步按不同时限估算。估算时，均取N=9；同时，假定CoVZC45一年内平均发生M=100次变异（参数M，N可能要根据相关研究进行调整）。 6park.com列出一个将反复用到的数值：12!=12*11*10*9。。。*1=479001600~=4.8*10^8>4*10^8>10^8。 6park.comB CoVZC45一年内变异出酶切位点的概率<1/(10^36) 6park.comCoVZC45一年内发生约100次变异； 从100次变异中取12次变异的组合数<100^12/12! CoVZC45一年内通过某12次变异进化出酶切位点的概率 P1<(100^12/12!)*P<(10^24/10^8)/10^52=1/(10^36) 6park.comC CoVZC45十年内变异出酶切位点的概率<1/(10^24) 6park.comCoVZC45十年内约发生100*10=1000次变异。 从1000次变异中取12次变异的组合数<1000^12/12! CoVZC45十年内进化出酶切位点的概率 P10<(1000^12/12!)/10^52<(10^36/10^8)/10^52=1/(10^24) 6park.comD CoVZC45 100年内变异出酶切位点的概率<1/(10^12) 6park.comCoVZC45 100年内约发生100*100=10000次变异。 从10000次变异中取12次变异的组合数<10000^12/12! CoVZC45 100年内进化出酶切位点的概率 P100<(10000^12/12!)/10^52<(10^48/10^8)/10^52=1/(10^12) 6park.comE CoVZC45一千年内变异出酶切位点的概率<25% 6park.comCoVZC45 1000年内约发生100*1000=100000次变异。 从100000次变异中取12次变异的组合数<100000^12/12! CoVZC45 1000年内进化出酶切位点的概率 P1000<(100000^12/12!)/10^52<(10^60/(4*10^8))/10^52=25% 6park.com引申 6park.com以上算法只依赖如下特征： 1. 估算对象是一个RNA单链冠状病毒； 2. 其S蛋白S1/S2位置无酶切位点氨基酸； 3. 基因序列长度约为3万个碱基对； 4. 变异频率约为100次/年，每次变异大约发生9个碱基对改变 6park.com所以，本文的估算及结论对以下病毒皆适用： SARS-CoV，与SARS-CoV-2相似度78.7； CoVZXC21（bat-SL-CoVZXC21），2015年采集于舟山，与SARS-CoV-2相似度87.3%； RaTG13（Bat-CoV-RaTG13），石正丽2020年1月23日公布此病毒，称早在2013年即从云南菊头蝠粪便中分析得出，只有基因序列，没有病毒毒株，与SARS-CoV-2相似度约96.2%。 6park.com本文的估算和结论还可推广至所有与SARS-CoV-2有足够亲缘关系（或相似度），且无酶切位点的病毒（在SARS-CoV-2所在的β谱系，唯一具有酶切位点的是鼠肝炎冠状病毒）。 6park.com. . 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 5:48:40编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 5:54:25编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 7:53:19编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 8:26:45编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 8:42:25编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 10:49:51编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 11:03:52编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 13:12:03编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 21:55:21编辑 6park.com贴主:苦难与荣耀于2020_06_09 23:31:44编辑
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