HELE GENOME HERVOLG
Genomika-monitering van SARS-CoV-2 ontbloot 'n Nsp1-uitwissingsvariant wat tipe I-interferonreaksie moduleer
Nanopore |Illumina |Hervolgordebepaling van die hele genoom |metagenomika |RNA-Seq |Sanger
Biomarker Technologies het tegniese ondersteuning verskaf oor monstervolgordebepaling in hierdie studie.
Hoogtepunte
1.SARS-CoV-2 genoomvolgordebepaling en filogenetiese analise identifiseer 35 herhalende mutasies insluitend 31 SNP's en 4 Indels.
2.Asosiasie met 117 kliniese fenotipes openbaar potensieel
belangrike mutasies.
∆500-532 in Nsp1-koderingstreek korreleer met laer virale
3.laai en serum IFN-β.
4.Virale isolate met ∆500-532 mutasie induseer laer IFN-I
reaksie in die besmette selle.
Eksperimentele ontwerp
Prestasies
1. COVID-19 epidemiologiese en genomiese toesig
Kliniese data is in die Sichuan-provinsie, China ingesamel oor die uitbreekperiode van 22 Januarie 2020 tot 20 Februarie 2020. Altesaam 538 COVID-19-gevalle is deur qPCR-toetse in Sichuan bevestig, waarvan 28,8% van die provinsie was kapitaal.Bevestigde gevalle in Sichuan het eksponensieel toegeneem, met 'n hoogtepunt op 30 Januarie.Data ondersteun ook dat sosiale distansiëring 'n sleutelfaktor kan wees om virusverspreiding te voorkom.
Figuur 1. Epidemiologiese studie van COVID-19 in Sichuan provinsie, China
2. SARS-CoV-2 genoomkonstruksie en variante-identifikasie
Met multipleks PCR-amplifikasie gevolg deur nanopore-volgordebepaling, is 'n totaal van 310 byna- of gedeeltelik-volledige genome van 248 pasiënte gegenereer met ongeveer.80% van genome gedek deur 10 lesings (Gemiddelde diepte: 0,39 M lesings per monster).
Figuur 2. Frekwensie van elke variante in die Sichuan-kohort
Altesaam 104 SNP's en 18 Indels is vanaf SARS-CoV-2-genome geïdentifiseer, waarin 31 SNP's en 4 Indels as herhalende genetiese variante geïdentifiseer is.Deur dit te vergelyk met 169 monsters van Wuhan en met 81 391 hoë kwaliteit publieke genoomvolgordes in GISAID, word 29 van die 35 variante wat gevind is in ander kontinente aangebied.Daar is veral gevind dat vier variante, insluitend ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 en T13243C, slegs in Sichuan en Wuhan voorkom en afwesig is in GISAID-data, wat aandui dat hierdie variante heel waarskynlik uit Wuhan geïmplanteer sou word, wat voldoen aan die reisrekords van pasiënte.
Evolusionêre analise met maksimum waarskynlikheid (ML) metode en Bayesiese molekulêre klok benaderings is verwerk op 88 nuwe virus s van Sichuan en 250 saamgestelde genome van ander streke.Genome met ∆500-532 (Deleties in Nsp1-koderende streek) is yl versprei in die filogenetiese boom gevind.Haplotipe-analise op Nsp1-variante het 5 van hulle uit verskeie stede geïdentifiseer.Hierdie resultate het voorgestel dat die ∆500-532 in verskeie stede voorgekom het en moontlik verskeie kere vanaf Wuhan ingevoer kan word.
Figuur 2. Herhalende genetiese variante en filogenetiese analise in die SARS-CoV-2-genome
3. Vereniging van herhalende genetiese variante met kliniese implikasies
117 kliniese fenotipes is geassosieer met COVID-19-erns, waar 19 ernsverwante fenotipes in ernstige en nie-ernstige eienskappe geklassifiseer is.Verwantskap tussen hierdie eienskappe en 35 herhalende genetiese variante is in bi-cluster hittekaart gevisualiseer.'n GSEA-agtige gerangskik verrykingsanalise het getoon dat ∆500-532 negatief gekorreleer is met ESR, serum IFN-β en CD3+CD8+ T-seltellings in die bloed.Verder het qPCR-toetse getoon dat pasiënte wat besmet is met virus wat ∆500-532 bevat, die hoogste Ct-waarde gehad het, dit wil sê die laagste virale lading.
Figuur 3. Assosiasies van 35 herhalende genetiese variante met kliniese fenotipes
4. Validasie op virale mutasie-geassosieerde kliniese fenotipes
Om die invloed van ∆500-532 op Nsp1-funksies te verstaan, is HEK239T-selle getransfekteer met plasmiede wat vollengte, WT Nsp1 en mutante vorms met delesies uitdruk.Transkriptoomprofiele van elke behandelde HEK239T-selle is verwerk vir PCA-analise, wat toon dat delesiemutante relatief nader gegroepeer het en aansienlik verskil van WT Nsp1.Die gene wat aansienlik opgereguleer is in die mutante was hoofsaaklik verryk in "peptied biosintetiese/metaboliese proses", "ribonukleoproteïen kompleks biogenese", "proteïen gerig op membraan/ER", ens. Verder het twee delesies 'n duidelike ekssiepatroon van WT getoon.
Figuur 4. Transkriptoomanalise op HEK239T-selle wat deur WT Nsp1 getransfekteer is en dit met delesies
Die invloed van delesies op IFN-1-reaksie is ook in ooruitgedrukte studie getoets.Daar is getoon dat alle getoetste delesies IFN-1-respons in getransfekteerde HEK239T- en A549-selle op beide transkripoomvlak en proteïenvlak verminder.Interessant genoeg is die aansienlik af-gereguleerde gene in delesies verryk in "verdedigingsreaksie op virus", "virale genoomreplikasie", "regulering van transkripsie deur RNA-polimerase II" en "reaksie op tipe I interferon".
Figuur 5. Afwaartse regulering van interferon seinpaaie in ∆500-532 mutant
In hierdie studie is die impak van hierdie delesies op virus verder bevestig deur virale infeksie studies.Virusse met sekere mutante is uit kliniese monsters geïsoleer en na Calu-3-selle geïnfekteer.Gedetailleerde resultate oor virale infeksiestudie kan in die koerant gelees word.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Verwysing
Lin J, Tang C, Wei H, et al.Genomiese monitering van SARS-CoV-2 ontbloot 'n Nsp1-uitwissingsvariant wat tipe I interferonrespons moduleer[J].Selgasheer en mikrobe, 2021.
Nuus en hoogtepunte poog om die nuutste suksesvolle gevalle met Biomarker Technologies te deel, nuwe wetenskaplike prestasies vas te lê sowel as prominente tegnieke wat tydens die studie toegepas is.
Postyd: Jan-06-2022