新冠疫情爆发以来，高通量核酸检测、单细胞抗体筛选、冷冻电镜断层成像等多项新技术在抗疫的各个方面起到了重要推动作用。针对新冠病毒的基因组深度分析是防控和治疗的关键，然而现有测序技术的繁琐操作，对于已经超负荷运转的临床人员来说是巨大的障碍，临床和基础研究需要一种简便高效的新冠临床样品测序方法。
图1. MINERVA方法流程
2020年春节期间，清华大学结构生物学高精尖创新中心王建斌课题组联合北京大学黄岩谊课题组、谢晓亮课题组在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表一种新的基于Tn5转座酶的转录组测序快速建库方法SHERRY。与目前普遍应用的转录组测序技术相比，SHERRY整个流程仅需要5个步骤，且可在一个管子中完成，整个时间仅约4小时，其中手工操作时间不到半小时。北京大学谢晓亮教授谈到：“虽然SHERRY应用广泛，当下我们第一个临床应用是对SARS-CoV-2感染者进行测序。这2万9千碱基的病毒突变很多，且随时间变化，因而亟需测序。SHERRY应该比现有的RNA测序建库方法更灵敏，更简单。我们的团队正在夜以继日，争分夺秒地攻关，希望提供更好的SARS-CoV-2测序方法。”
图2. 新冠病人采样信息
2020年5月，清华大学王建斌课题组联合北京大学黄岩谊课题组、谢晓亮课题组，首都医科大学附属北京地坛医院陈晨团队、曾辉团队，以及香港科技大学吴若昊课题组在预印本网站biorxiv报道了一种基于SHERRY的简单高效新型冠状病毒测序手段MINERVA。2020年11月20日，以上述结果为基础的研究论文“MINERVA: A facile strategy for SARS-CoV-2 whole genome deep sequencing of clinical samples”经同行评议在线发表于《分子细胞》（Molecular Cell）上。MINERVA可以同时分析临床样品的宏基因组和新冠病毒全基因组，相比于传统方法展现出明显的快速简便优势。同时由于其分子检测效率高，MINERVA仅需很少的测序数据量就可以在新冠病毒全基因组覆盖率和深度上全面超过传统方法。MINERVA不但可用于咽拭子、痰液、粪便三大类临床样品，还可以处理带有carrier RNA的核酸样品。
图3. MINERVA的灵敏度高于传统方法
本论文的共同第一作者是北京地坛医院陈晨研究员、清华大学生命科学学院博士研究生李籍舟、北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）博士研究生狄琳、香港科技大学生物系博士研究生敬秋雨、北京地坛医院杜鹏程副研究员。该工作得到了国家自然科学基金、国家科技部、香港研究资助局、北京未来基因诊断高精尖创新中心、北京结构生物学高精尖创新中心、北京脑科学计划、清华大学抗疫检测技术科研突击队以及深圳湾实验室的支持，相关测序实验得到华大智造国产测序平台、北京大学生物医学前沿创新中心高通量测序平台、吉因加科技的大力支持。
作为一种简便高效的新冠临床样品测序方法，MINERVA推动了针对新冠病毒的各项研究：
2020年10月22日
清华大学、北京地坛医院的研究人员在《临床传染病》（Clinical Infectious Diseases）在线发表题为“Specific re-distribution of SARS-CoV-2 variants in the respiratory system and intestinal tract”的科研论文，报道了同一病人体内同时存在两种新冠病毒单倍型的现象，两种病毒单倍型的相对丰度在病人体内不同部位呈现不同分布且随时间改变，提示了病毒传播和进化的复杂性。
2020年10月30日
清华大学、北京地坛医院、中科院武汉病毒研究所的研究人员在《自然通讯》（Nature Communications）在线发表题为“Genomic surveillance of COVID-19 cases in Beijing”的研究论文，报道了新冠疫情早期北京地区病理的病毒序列和进化关系，展示了边境防控在阻止病毒传播方面的显著效果。
2020年10月23日
清华大学、北京市疾病预防控制中心、中国医学科学院病原生物学研究所、北京大学、中国科学院北京基因组研究所的研究人员在《国家科学评论》（National Science Review）上在线发表题为“Cold-chain food contamination as the possible origin of Covid-19 resurgence in Beijing”的研究论文，通过对2020年6月北京疫情相关病例、环境与食品等样品的核酸测序和病毒基因组序列分析，结合全面的流行病学调查和大数据分析，揭示了该疫情可能源于冷链食品污染，提出冷链运输可能是新冠病毒传播的新途径。
上述一系列工作作为一个整体，展示了新型测序技术对新冠抗疫基础研究和临床应用上的推动作用，提现了跨学科交叉的意义。清华大学结构生物学高精尖创新中心王建斌课题组长期从事面向基础和临床医学的精准分析测量技术开发，尤其关注复杂疾病演化和病原生物学研究方面的技术问题。
