HEIÐ GENOME RESEQUENING
Erfðafræðivöktun á SARS-CoV-2 afhjúpar Nsp1 eyðingarafbrigði sem mótar interferónsvörun af tegund I
Nanopore |Illumina |Endurraðgreining á heilu erfðamengi |metagenomics |RNA-Seq |Sanger
Biomarker Technologies veitti tæknilega aðstoð við sýnaröðun í þessari rannsókn.
Hápunktar
1.SARS-CoV-2 erfðamengisraðgreining og flokkunargreining auðkenna 35 endurteknar stökkbreytingar þar á meðal 31 SNP og 4 Indels.
2.Samband við 117 klínískar svipgerðir sýnir hugsanlega
mikilvægar stökkbreytingar.
∆500-532 á Nsp1 kóðunarsvæði tengist lægri veiru
3.hlaða og sermi IFN-β.
4. Veiru einangrun með ∆500-532 stökkbreytingu framkalla lægra IFN-I
svörun í sýktum frumum.
Tilraunahönnun
Afrek
1. COVID-19 faraldsfræðilegt og erfðafræðilegt eftirlit
Klínískum gögnum var safnað í Sichuan héraði í Kína yfir faraldurstímabilið frá 22. janúar 2020 til 20. febrúar 2020. Alls voru 538 COVID-19 tilfelli staðfest með qPCR prófum í Sichuan, 28,8% þeirra voru frá héraðinu fjármagn.Staðfestum tilvikum í Sichuan fjölgaði veldishraða og náði hámarki 30. janúar.Einnig studdu gögn að félagsleg fjarlægð getur verið lykilatriði til að koma í veg fyrir útbreiðslu vírusa.
Mynd 1. Faraldsfræðileg rannsókn á COVID-19 í Sichuan héraði, Kína
2. SARS-CoV-2 erfðamengisbygging og auðkenning afbrigða
Með multiplex PCR mögnun fylgt eftir með nanopore raðgreiningu, mynduðust samtals 310 næstum eða að hluta fullbúið erfðamengi frá 248 sjúklingum með u.þ.b.80% af erfðamengi sem eru þakin 10 lestum (Meðaldýpt: 0,39 M lestur á sýni).
Mynd 2. Tíðni hvers afbrigða í Sichuan árganginum
Alls voru 104 SNP og 18 Indels auðkennd úr SARS-CoV-2 erfðamengi, þar sem 31 SNP og 4 Indels voru auðkennd sem endurtekin erfðaafbrigði.Með því að bera þau saman við 169 sýni frá Wuhan og við 81.391 hágæða erfðamengisraðir í GISAID, 29 af 35 afbrigðum sem fundust í öðrum heimsálfum.Sérstaklega fundust fjögur afbrigði, þar á meðal ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 og T13243C, aðeins til staðar í Sichuan og Wuhan og engin í GISAID gögnum, sem gefur til kynna að mjög líklegt væri að þessi afbrigði yrðu flutt frá Wuhan, sem uppfylla kröfur ferðaskrár sjúklinga.
Þróunargreining með hámarkslíkum (ML) aðferð og Bayesian sameindaklukkuaðferðum var unnin á 88 nýjum vírusum frá Sichuan og 250 safnað erfðamengi frá öðrum svæðum.Erfðamengi með ∆500-532 (Úrfellingar á Nsp1 kóða svæði) fundust dreifðar í fylgjutrénu.Haplotype greining á Nsp1 afbrigðum greindi 5 þeirra frá mörgum borgum.Þessar niðurstöður bentu til þess að ∆500-532 ætti sér stað í mörgum borgum og gæti verið flutt inn mörgum sinnum frá Wuhan.
Mynd 2. Endurtekin erfðaafbrigði og mannfjölgunargreining í SARS-CoV-2 erfðamengi
3. Samband endurtekinna erfðaafbrigða með klínískar afleiðingar
117 klínískar svipgerðir tengdust alvarleika COVID-19, þar sem 19 alvarleikatengdar svipgerðir voru flokkaðar í alvarlega og ekki alvarlega eiginleika.Tengsl þessara eiginleika og 35 endurtekinna erfðaafbrigða voru sýnd í tvíþyrpinga hitakorti.GSEA-lík röð auðgunargreiningar sýndi að ∆500-532 er neikvæð fylgni við ESR, sermis IFN-β og CD3+CD8+ T frumufjölda í blóði.Þar að auki sýndu qPCR próf að sjúklingar sem voru sýktir af veiru sem geymir ∆500-532 höfðu hæsta Ct gildið, þ.e. lægsta veirumagn.
Mynd 3. Sambönd 35 endurtekinna erfðaafbrigða við klínískar svipgerðir
4. Staðfesting á klínískum svipgerðum tengdum veirustökkbreytingum
Til þess að skilja áhrif ∆500-532 á Nsp1 virkni, voru HEK239T frumur umbreyttar með plasmíðum sem tjáðu fulla lengd, WT Nsp1 og stökkbreytt form með úrfellingum.Umskriftarsnið hverrar meðhöndlaðrar HEK239T frumna var unnin fyrir PCA greiningu, sem sýndi að stökkbrigði úr brottfalli þyrptust tiltölulega nær og voru marktækt frábrugðin WT Nsp1.Genin sem voru marktækt uppstýrð í stökkbreyttunum voru aðallega auðguð í „peptíðalífmyndun/efnaskiptaferli“, „ríbonucleoprotein complex biogenesis“, „prótein miða á himnu/ER“ o.s.frv. Þar að auki sýndu tvær úrfellingar sérstakt útrásarmynstur frá WT.
Mynd 4. Transcriptome greining á HEK239T frumum transsýktar af WT Nsp1 og það með úrfellingum
Áhrif úrfellinga á IFN-1 svörun voru einnig prófuð í oftjáðri rannsókn.Sýnt var fram á að allar prófaðar úrfellingar minnka IFN-1 viðbragð í transsýktum HEK239T og A549 frumum bæði á umritastigi og próteinstigi.Athyglisvert er að gena sem voru verulega niðurstýrð í úrfellingum auðguðust í „varnarsvörun við veiru“, „afritun veiruerfðamengis“, „stjórnun á umritun með RNA pólýmerasa II“ og „svörun við interferóni af tegund I“.
Mynd 5. Niðurstjórnun á interferónboðaleiðum í ∆500-532 stökkbreyttum
Í þessari rannsókn voru áhrif þessara úrfellinga á veiru staðfest enn frekar með rannsóknum á veirusýkingum.Veirur með ákveðnum stökkbrigði voru einangraðar úr klínískum sýnum og sýktar í Calu-3 frumur.Ítarlegar niðurstöður um veirusýkingarrannsóknir má lesa í blaðinu.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Tilvísun
Lin J, Tang C, Wei H, o.fl.Erfðafræðileg vöktun á SARS-CoV-2 afhjúpar Nsp1 eyðingarafbrigði sem mótar interferónsvörun af tegund I [J].Frumuhýsill og örvera, 2021.
Fréttir og hápunktur miðar að því að deila nýjustu farsælu málum með Biomarker Technologies, fanga ný vísindaleg afrek sem og áberandi tækni sem beitt var meðan á rannsókninni stóð.
Pósttími: Jan-06-2022