إعادة ضبط الجينوم بالكامل
تكشف مراقبة الجينوم لـ SARS-CoV-2 عن متغير حذف Nsp1 الذي ينظم استجابة الإنترفيرون من النوع الأول
نانوبور |الومينا |إعادة تسلسل الجينوم الكامل |الميتاجينوميات |RNA-Seq |سانجر
قدمت Biomarker Technologies الدعم الفني بشأن تسلسل العينات في هذه الدراسة.
يسلط الضوء
1. يحدد تسلسل جينوم SARS-CoV-2 وتحليل النشوء والتطور 35 طفرة متكررة، بما في ذلك 31 SNPs و4 Indels.
2. يكشف الارتباط مع 117 نمطًا ظاهريًا سريريًا عن احتمالية حدوث ذلك
طفرات مهمة.
يرتبط ∆500-532 في منطقة الترميز Nsp1 بانخفاض الفيروس
3.الحمل والمصل IFN-β.
4. العزلات الفيروسية ذات الطفرة ∆500-532 تحفز انخفاض IFN-I
الاستجابة في الخلايا المصابة.
تصميم تجريبي
الإنجازات
1. المراقبة الوبائية والجينومية لمرض كوفيد-19
تم جمع البيانات السريرية في مقاطعة سيتشوان، الصين خلال فترة تفشي المرض من 22 يناير 2020 إلى 20 فبراير 2020. وتم تأكيد إجمالي 538 حالة إصابة بكوفيد-19 من خلال اختبارات qPCR في سيتشوان، 28.8% منها من المقاطعة عاصمة.زادت الحالات المؤكدة في سيتشوان بشكل كبير، وبلغت ذروتها في 30 يناير.كما تدعم البيانات أن التباعد الاجتماعي يمكن أن يكون عاملاً رئيسياً في منع انتشار الفيروس.
الشكل 1. الدراسة الوبائية لكوفيد-19 في مقاطعة سيتشوان، الصين
2. بناء جينوم SARS-CoV-2 وتحديد المتغيرات
مع تضخيم PCR المتعدد متبوعًا بتسلسل ثقب النانو، تم إنشاء ما مجموعه 310 جينومات شبه كاملة أو جزئية من 248 مريضًا تقريبًا.80٪ من الجينومات مغطاة بـ 10 قراءات (متوسط العمق: 0.39 م يقرأ لكل عينة).
الشكل 2. تواتر كل المتغيرات في الفوج سيتشوان
تم تحديد ما مجموعه 104 SNPs و18 Indels من جينومات SARS-CoV-2، حيث تم تحديد 31 SNPs و4 Indels على أنها متغيرات جينية متكررة.ومن خلال مقارنتها مع 169 عينة من ووهان ومع 81391 تسلسل جينوم عالي الجودة في GISAID، تم عرض 29 من أصل 35 متغيرًا في قارات أخرى.على وجه الخصوص، تم العثور على أربعة متغيرات بما في ذلك ∆500-532 وACC18108AT و∆729-737 وT13243C، فقط في سيتشوان ووهان وغائبة في بيانات GISAID، مما يشير إلى أنه من المحتمل جدًا أن يتم تحسين هذه المتغيرات من ووهان، والتي تلبي متطلبات سجلات سفر المرضى.
تمت معالجة التحليل التطوري باستخدام طريقة الاحتمال الأقصى (ML) وأساليب الساعة الجزيئية البايزية على 88 فيروسًا جديدًا من سيتشوان و250 جينومًا منسقًا من مناطق أخرى.تم العثور على الجينومات ذات ∆500-532 (عمليات الحذف في منطقة الترميز Nsp1) موزعة بشكل متناثر في شجرة النشوء والتطور.حدد تحليل النمط الفرداني على متغيرات Nsp1 5 منها من مدن متعددة.تشير هذه النتائج إلى أن ∆500-532 حدث في مدن متعددة وربما تم استيراده عدة مرات من ووهان.
الشكل 2. المتغيرات الجينية المتكررة والتحليل التطوري في جينومات SARS-CoV-2
3. ربط المتغيرات الجينية المتكررة بالآثار السريرية
وارتبطت 117 نمطًا ظاهريًا سريريًا بخطورة كوفيد-19، حيث تم تصنيف 19 نمطًا ظاهريًا مرتبطًا بالخطورة إلى سمات حادة وغير حادة.تم تصور العلاقة بين هذه السمات و 35 متغيرًا وراثيًا متكررًا في خريطة الحرارة ثنائية المجموعة.أظهر تحليل التخصيب المُصنف الشبيه بـ GSEA أن ∆500-532 يرتبط سلبًا مع ESR ومصل IFN-β وCD3 + CD8 + T في الدم.علاوة على ذلك، أظهرت اختبارات qPCR أن المرضى المصابين بفيروس يؤوي ∆500-532 لديهم أعلى قيمة Ct، أي أقل حمل فيروسي.
الشكل 3. ارتباطات 35 متغيرًا وراثيًا متكررًا مع الأنماط الظاهرية السريرية
4. التحقق من صحة الطفرات الفيروسية المرتبطة بالظواهر السريرية
من أجل فهم تأثيرات ∆500-532 على وظائف Nsp1، تم نقل خلايا HEK239T بالبلازميدات التي تعبر عن الأشكال الكاملة الطول وWT Nsp1 والأشكال المتحولة مع عمليات الحذف.تمت معالجة ملفات تعريف النسخ لكل خلايا HEK239T المعالجة لتحليل PCA، مما يدل على أن طفرات الحذف تتجمع بشكل أقرب نسبيًا وكانت مختلفة بشكل كبير عن WT Nsp1.تم إثراء الجينات التي تم تنظيمها بشكل كبير في المسوخات بشكل أساسي في "عملية التخليق الحيوي / التمثيل الغذائي للببتيد" ، و "التكوين الحيوي المعقد للبروتين النووي الريبي" ، و "استهداف البروتين للغشاء / ER" ، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك ، أظهر عمليتا الحذف نمطًا متميزًا من التعبير عن WT.
الشكل 4. تحليل النسخ على خلايا HEK239T المنقولة بواسطة WT Nsp1 وذلك مع عمليات الحذف
تم أيضًا اختبار تأثير عمليات الحذف على استجابة IFN-1 في دراسة مفرطة التعبير.تبين أن جميع عمليات الحذف التي تم اختبارها تقلل من استجابة IFN-1 في خلايا HEK239T وA549 المنقولة على مستوى النسخ ومستوى البروتين.ومن المثير للاهتمام، أن الجينات الخاضعة للتنظيم بشكل كبير في عمليات الحذف تم إثراءها في "الاستجابة الدفاعية للفيروس"، و"تكاثر الجينوم الفيروسي"، و"تنظيم النسخ بواسطة بوليميريز الحمض النووي الريبي 2"، و"الاستجابة للنوع الأول من الإنترفيرون".
الشكل 5. التنظيم السفلي لمسارات إشارات الإنترفيرون في متحولة ∆500-532
في هذه الدراسة، تم تأكيد تأثير عمليات الحذف هذه على الفيروس من خلال دراسات العدوى الفيروسية.تم عزل فيروسات ذات طفرات معينة من العينات السريرية وإصابتها بخلايا Calu-3.يمكن قراءة النتائج التفصيلية لدراسة العدوى الفيروسية في المقالة.
دوى:10.1016/j.chom.2021.01.015
مرجع
لين جي، تانغ سي، وي إتش، وآخرون.تكشف المراقبة الجينية لـ SARS-CoV-2 عن متغير حذف Nsp1 الذي ينظم استجابة الإنترفيرون من النوع الأول [J].مضيف الخلية والميكروب، 2021.
الأخبار ويسلط الضوء يهدف إلى مشاركة أحدث الحالات الناجحة مع Biomarker Technologies، والتقاط الإنجازات العلمية الجديدة بالإضافة إلى التقنيات البارزة المطبقة أثناء الدراسة.
وقت النشر: 06 يناير 2022