首先，让我们从基础知识开始。所有生物都有一个基因组。
基因组是由DNA构成的。你的每个细胞内都有一份你的基因组的副本。你可以把它想象成一本说明书或食谱。基因组有你的身体所需的所有指令或 "食谱"，使你的身体以它的方式工作和出现。
人类基因组是由四种不同类型的30亿个DNA碱基组成。每个碱基可以用DNA "字母表 "中的四个 "字母 "之一来表示。你的大部分DNA看起来就像任何其他人的一样。但是，在你的基因组中的数千个基因中，这些字母的拼写或序列的微小差异，部分地解释了使你独特的原因。
病毒也有基因组。一个病毒的基因组可以由DNA或一种叫做RNA的类似分子构成。与你的基因组相比，病毒的基因组很小。例如，冠状病毒，如导致COVID-19的冠状病毒，其RNA基因组大约有3万个字母长（这比人类基因组小10万倍）。流感或流感病毒的基因组更短，约为13,500个RNA字母。
不是所有的病毒都会使人生病。但是那些病毒的基因组有它们感染我们的细胞所需的所有指令，使它们产生更多的拷贝，并进行传播。这些指令中的微小差异可以使不同的病毒或同一病毒的不同变种或品系看起来不同，并以不同的方式行事。科学家通过研究病毒的基因组可以了解到很多情况。
什么是病毒基因组测序或病毒基因组测序？
病毒的基因组序列是构成病毒的遗传物质或其基因组的碱基或字母的序列或顺序。如果你要写下
一个特定冠状病毒的基因组序列，它将是一系列约30,000个字母。关键是要按照你在特定病毒中发现它们的正确顺序来获得它们。
就RNA而言，科学家使用字母A、C、G和U，它们分别代表RNA的四个碱基：腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶。对DNA来说也是如此，只是用T代表胸腺嘧啶来代替尿嘧啶。科学家们用来弄清某个病毒样本中字母的正确顺序的过程被称为基因组测序。
病毒基因组测序告诉我们什么？
病毒和病毒基因组一直在变化。原因是细胞有时会犯错误。
当病毒基因组在受感染的细胞内被复制时，有时会有一个 "拼写错误 "被通过。大多数时候，这些拼写错误不会产生很大的差异。但有时它们会改变病毒的外观或行为方式，而这些方式被证明是重要的。没有人知道导致COVID-19的病毒到底来自哪里。但它可能是由另一种动物（如蝙蝠）的冠状病毒产生的，它错误地改变了方式，使其能够感染人类。
基因组测序是科学家在这种新的人类冠状病毒在人们身上出现后不久发现它的方式。起初，他们所知道的是，中国的人们突然出现呼吸道症状。因此，科学家们对一个病毒样本的基因组进行了测序，该样本来自一个他们认为可能来自市场的人。通过将RNA序列与他们从早期研究中获得的其他病毒基因组序列进行比较，他们可以立即判断出这是一种他们以前没有在人们身上见过的冠状病毒。
尽管就人们而言，这是一种新的病毒，但根据其基因组，他们马上就知道了很多。这是因为科学家们一直在研究相关的冠状病毒，这些病毒早先曾在人们身上引起过暴发。通过这些研究，他们知道了冠状病毒基因组的一些重要部分，包括编码科学家称之为尖峰蛋白的基因。
他们知道尖峰蛋白对病毒感染我们的细胞很重要。他们还知道它可能是疫苗或其他治疗方法的一个有用目标。他们在发现冠状病毒后不久就知道了这一切，因为他们可以对其基因组进行测序，并将其基因组与其他病毒的基因组进行比较。
因此，基因组测序可以揭示许多有用的东西。
它可以识别一种新的病毒，或者告诉你哪种病毒正在使某人生病。它可以让科学家了解病毒如何根据其基因和它们编码的蛋白质使我们生病，以及尝试和阻止它的方法。当一种病毒在世界范围内从一个人传播到另一个人时，科学家可以利用基因组序列来跟踪它的运动和发生的任何变化。
对COVID-19和流感进行病毒基因组测序的目的是什么？
科学家们追踪流感病毒已经有几十年了。他们用它们来比较现在周围的病毒和过去的病毒。根据基因组序列，他们寻找某些基因的拼写方式的重要差异。有些变化根本没有什么区别。但是其他的变化会影响病毒从一个人传播到另一个人的容易程度，或者影响它使人生病的程度。
每年，科学家都会使用流感基因组序列来帮助他们决定在流感疫苗中加入什么。由于这些病毒存在的时间太长，而且一直在变化，即使在来自一个流感患者的样本中，你也能找到略有不同的版本。在正常年份，科学家对数千种流感病毒进行排序，以使他们了解情况并帮助他们做出公共卫生决策。
在COVID-19大流行中，基因组测序一直很重要。基因组序列帮助科学家追踪冠状病毒的传播方式以及它的变化。他们还可以研究基因组序列，以弄清哪些变化值得担心，哪些可能不值得担心。
例如，波士顿的一项研究使用了大约800个病毒基因组来观察冠状病毒早期是如何在那里传播的。根据基因组的微小变化，他们可以知道冠状病毒已经进入波士顿地区数十次，来自欧洲和美国的部分地区。
科学家们继续对导致COVID-19的冠状病毒进行测序，以了解它是如何移动的，并在新的变体出现时抓住它们。这个过程被称为基因组监控。
基因组监测包括对大量样本进行测序。它发现了新的变体，或有一个或多个变异的病毒基因组。
一些突然出现的变异体只是消失了，或者没有产生任何影响。当基因组中的变化看起来可能令人担忧时，科学家将其归类为 "感兴趣的变体 "或 "令人担忧的变体"。你可能熟悉冠状病毒的变体，如Delta或Omicron。
科学家们早期对Omicron感到担忧的原因之一是，该变体在其基因组中有大约50个错别字或突变。其中很多突变也出现在尖峰蛋白中，这是疫苗和我们的免疫系统用来攻击病毒的部分。
由于这些变化，Omicron比导致COVID-19的原始冠状病毒传播得更快。科学家们预计新的变种会不断出现。通过继续进行基因组测序和监测，他们可以尝试领先于这种病毒。科学家们可以利用基因组测序来识别和追踪他们感兴趣的任何病毒。
病毒基因组测序是如何进行的？
现在的基因组测序比以前容易得多，也便宜得多。病毒基因组也比人类基因组更容易测序，因为它们体积小。以下是主要的步骤。
提取
. 科学家从有病毒的样本中提取RNA或DNA。
样品制备
. 科学家们准备样品。例如，他们可能要将RNA或DNA切成小块，或在末端添加某些片段。具体步骤取决于科学家使用的是哪种类型的机器。
测序
. 科学家将样品放入测序机中。该机器读取信号，告诉他们DNA或RNA中碱基或字母的顺序。
分析
. 机器最后会得到很多字母串，这些字母串并不单独覆盖整个基因组。他们将使用计算机将其全部组合成一个完整的基因组序列，并识别新序列与其他序列的任何差异。
