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重症急性呼吸综合症(SARS)是由一种新的冠状病毒SARS-CoV引起的急性呼吸道传染病。研究人员从果子狸中分离到与人SARS-CoV同源性非常高的SARS样冠状病毒，并进一步证明了SARS-CoV是通过果子狸跨种传播到人类，为SARS-CoV的动物起源提供了证据。本文通过比较人和果子狸SARS-CoVRBD区的基因序列信息，寻找和鉴定影响SARS-CoV感染不同宿主的关键氨基酸变异，从而在分子水平上阐释SARS-CoV的跨宿主传播中的适应性进化过程。
对104株SARS-CoV的S蛋白RBD氨基酸序列变异进行分析发现，pcSARS-CoV和huSARS-CoV的S蛋白在从动物向人传播过程中承受了最大的位置选择压力，而S蛋白RBD区域发现存在6个氨基酸变异(344，360，472，479，480和487)。本课题以人SARS-CoV分离株BJ01为基础，将这六个氨基酸残基以不同组合分别替换为果子狸型SARS-CoV的相应氨基酸残基，结合SARS-CoV/HIV-Luc假病毒系统进行单轮感染分析。结果发现同时替换479/487两个氨基酸的S蛋白假病毒不能侵染表达hACE2细胞。进一步检测可溶性的BJ01S蛋白与ACE2的结合能力发现，含有N479K/T487S突变的S1蛋白几乎检测不到与ACE2的结合，而N479K或T487S突变也都在一定程度上降低了S1蛋白与hACE2的结合能力。这些结果说明N479K和T487R突变主要是通过改变S1蛋白与hACE2的结合能力使得相应S突变的假病毒不能利用hACE2侵染细胞。
为了确定479位和487位氨基酸突变在SARS-CoV跨宿主传播过程中的作用，简单模拟跨宿主传播中可能的分子变异事件，本课题进一步以果子狸SARS-Cov分离株SZ3的S基因为基础构建了SZ3-N479，SZ3-T487，和SZ3-N479/T487的突变S基因，用这些S基因制备的假病毒感染HeLa-hACE2和HeLa-pcACE2细胞发现，将果子狸SZ3分离株的S蛋白479位和487位氨基酸残基替换为BJ01相应残基后，可以增加其侵染能力100倍。因此，479和487位的氨基酸残基的突变可能在SARS-CoV跨宿主传播过程中起关键作用。
在蝙蝠体内发现SARS-CoV相似的病毒后，本课题组进一步利用HIV假病毒系统从分子水平上探讨了蝙蝠SL-CoV和人SARS-CoVS蛋白与不同ACE2的相互作用关系。假病毒感染实验表明，无论是蝙蝠SL-CoV的S蛋白还是人SARS-CoV的S蛋白均不能利用蝙蝠ACE2作为细胞受体。序列分析发现SL-CoV与SARS-CoVS蛋白在RBD区有很大差异，SL-CoV在S400-500之间的关键区域有两段缺失，这可能导致蝙蝠SL-CoV的细胞受体选择有很大不同。