To better understand the interaction between SARS-CoV-2 and human host and find potential ways to block the pandemic, one of the unresolved questions is that how the virus economically utilizes the resources of the hosts. Particularly, the tRNA pool has been adapted to the host genes. If the virus intends to translate its own RNA, then it has to compete with the abundant host mRNAs for the tRNA molecules. Translation initiation is the rate-limiting step during protein synthesis. The tRNAs carrying the initiation Methionine (iMet) recognize the start codon termed initiation ATG (iATG). Other normal Met-carrying tRNAs recognize the internal ATGs. The tAI of virus genes is significantly lower than the tAI of human genes. This disadvantage in translation elongation of viral RNAs must be compensated by more efficient initiation rates. In the human genome, the abundance of iMet–tRNAs to Met–tRNAs is five times higher than the iATG to ATG ratio. However, when SARS-CoV-2 infects human cells, the iMet has an 8.5-time enrichment to iATG. We collected 58 virus species and found that the enrichment of iMet is higher in all viruses compared to human. Our study indicates that the genome sequences of viruses like SARS-CoV-2 have the advantage of competing for the iMet–tRNAs with host mRNAs. The capture of iMet–tRNAs allows the fast translation initiation and the reproduction of virus itself, which compensates the lower tAI of viral genes. This might explain why the virus could rapidly translate its own RNA and reproduce itself from the sea of host mRNAs. Meanwhile, our study reminds the researchers not to ignore the mutations related to ATGs.

为了更好地了解 SARS-CoV-2 与人类宿主之间的相互作用并找到阻止大流行的潜在方法，尚未解决的问题之一是病毒如何经济地利用宿主的资源。特别是，tRNA 库已适应宿主基因。如果病毒打算翻译自己的 RNA，那么它必须与丰富的宿主 mRNA 竞争 tRNA 分子。翻译起始是蛋白质合成过程中的限速步骤。携带起始蛋氨酸 (iMet) 的 tRNA 识别称为起始 ATG (iATG) 的起始密码子。其他正常的携带 Met 的 tRNA 可识别内部 ATG。病毒基因的tAI明显低于人类基因的tAI。病毒 RNA 翻译延伸的这种缺点必须通过更有效的起始速率来补偿。在人类基因组中，iMet-tRNA 与 Met-tRNA 的丰度是 iATG 与 ATG 比率的五倍。然而，当 SARS-CoV-2 感染人体细胞时，iMet 对 iATG 的富集是 8.5 倍。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。iMet-tRNA 与 Met-tRNA 的丰度是 iATG 与 ATG 比率的五倍。然而，当 SARS-CoV-2 感染人体细胞时，iMet 对 iATG 的富集是 8.5 倍。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。iMet-tRNA 与 Met-tRNA 的丰度是 iATG 与 ATG 比率的五倍。然而，当 SARS-CoV-2 感染人体细胞时，iMet 对 iATG 的富集是 8.5 倍。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。当 SARS-CoV-2 感染人体细胞时，iMet 对 iATG 有 8.5 倍的富集。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。当 SARS-CoV-2 感染人体细胞时，iMet 对 iATG 有 8.5 倍的富集。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。我们收集了 58 种病毒，发现 iMet 在所有病毒中的富集度都高于人类。我们的研究表明，SARS-CoV-2 等病毒的基因组序列具有与宿主 mRNA 竞争 iMet-tRNA 的优势。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。iMet-tRNAs 的捕获允许快速翻译起始和病毒本身的繁殖，这补偿了病毒基因较低的 tAI。这或许可以解释为什么病毒可以快速翻译自己的 RNA 并从宿主 mRNA 的海洋中自我复制。同时，我们的研究提醒研究人员不要忽视与 ATG 相关的突变。