חיפוש כל הגנום
ניטור גנומי של SARS-CoV-2 חושף וריאנט מחיקת Nsp1 המווסת תגובת אינטרפרון מסוג I
Nanopore |אילומינה |ריצוף מחדש של הגנום השלם |metagenomics |RNA-Seq |סנגר
Biomarker Technologies סיפקה תמיכה טכנית ברצף דגימות במחקר זה.
עיקרי הדברים
ריצוף גנום 1.SARS-CoV-2 וניתוח פילוגנטי מזהים 35 מוטציות חוזרות, כולל 31 SNP ו-4 אינדל.
2.שיוך עם 117 פנוטיפים קליניים מגלה פוטנציאל
מוטציות חשובות.
∆500-532 באזור קידוד Nsp1 מתאם עם ויראלי נמוך יותר
3.טען ו-IFN-β בסרום.
4. מבודדים ויראליים עם מוטציה ∆500-532 גורמים ל-IFN-I נמוך יותר
תגובה בתאים הנגועים.
עיצוב נסיוני
הישגים
1. מעקב אפידמיולוגי וגנומי של COVID-19
נתונים קליניים נאספו במחוז סצ'ואן, סין לאורך תקופת ההתפרצות מ-22 בינואר 2020 עד 20 בפברואר 2020. סך של 538 מקרים של COVID-19 אושרו על ידי בדיקות qPCR בסצ'ואן, 28.8% מהם היו מהמחוז עיר בירה.המקרים המאושרים בסצ'ואן גדלו באופן אקספוננציאלי, והגיעו לשיא ב-30 בינואר.כמו כן, נתונים תמכו בכך שהתרחקות חברתית יכולה להיות גורם מפתח במניעת התפשטות וירוסים.
איור 1. מחקר אפידמיולוגי של COVID-19 במחוז סצ'ואן, סין
2. בניית גנום SARS-CoV-2 וזיהוי גרסאות
עם הגברה מרובת PCR ואחריו ריצוף ננופוריים, נוצרו סך של 310 גנומים כמעט או חלקיים מלאים מ-248 חולים עם כ.80% מהגנומים מכוסים ב-10 קריאות (עומק ממוצע: 0.39 M קריאות לכל דגימה).
איור 2. תדירות של כל וריאנטים בקבוצה של סצ'ואן
בסך הכל זוהו 104 SNPs ו-18 Indels מתוך גנומים SARS-CoV-2, שבהם זוהו 31 SNPs ו-4 Indels כווריאציות גנטיות חוזרות.על ידי השוואה שלהם עם 169 דגימות מווהאן ועם 81,391 רצפי גנום ציבורי באיכות גבוהה ב-GISAID, 29 מתוך 35 הגרסאות שנמצאו הוצגו ביבשות אחרות.יש לציין כי ארבע גרסאות כולל ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 ו-T13243C, נמצאו רק בסצ'ואן ובווהאן ונעדרו בנתוני GISAID, מה שמצביע על כך שסביר מאוד שהווריאציות הללו יושתלו מווהאן, העומדות בדרישות רישומי נסיעות של חולים.
ניתוח אבולוציוני עם שיטת סבירות מקסימלית (ML) וגישות שעון מולקולרי בייסיאני עובד על 88 וירוסים חדשים מסצ'ואן ו-250 גנומים מאוצרים מאזורים אחרים.גנומים עם ∆500-532 (מחיקות באזור קידוד Nsp1) נמצאו מופצים בדלילות בעץ הפילוגנטי.ניתוח הפלוטיפ על גרסאות Nsp1 זיהה 5 מהם מערים מרובות.תוצאות אלו הצביעו על כך שה- ∆500-532 התרחש במספר ערים וייתכן שיובאו מספר פעמים מווהאן.
איור 2. וריאנטים גנטיים חוזרים וניתוח פילוגנטי בגנום SARS-CoV-2
3. קשר של וריאנטים גנטיים חוזרים עם השלכות קליניות
117 פנוטיפים קליניים היו קשורים לחומרת COVID-19, כאשר 19 פנוטיפים הקשורים לחומרה סווגו לתכונות חמורות ולא חמורות.הקשר בין תכונות אלו ל-35 וריאנטים גנטיים חוזרים הוצגו במפת חום דו-צברית.ניתוח העשרה מדורג דמוי GSEA הראה כי ∆500-532 נמצא בקורלציה שלילית עם ספירת תאי T בדם ESR, IFN-β בסרום ו-CD3+CD8+.יתרה מכך, בדיקות qPCR הראו שלחולים שנדבקו בנגיף המכונן ∆500-532 היה ערך ה-Ct הגבוה ביותר, כלומר העומס הנגיפי הנמוך ביותר.
איור 3. אסוציאציות של 35 וריאנטים גנטיים חוזרים עם פנוטיפים קליניים
4. אימות על פנוטיפים קליניים הקשורים למוטציה ויראלית
על מנת להבין את ההשפעות של ∆500-532 על פונקציות Nsp1, תאי HEK239T הועברו עם פלסמידים המבטאים באורך מלא, WT Nsp1 וצורות מוטציות עם מחיקות.פרופילי ה-Transcriptome של כל תאי HEK239T שטופלו עובדו לניתוח PCA, מה שמראה שמוטנציות מחיקה התקבצו קרוב יותר יחסית והיו שונות משמעותית מ-WT Nsp1.הגנים שהיו מווסתים באופן משמעותי במוטנטים הועשרו בעיקר ב"תהליך ביו-סינתטי/מטבולי של פפטיד", "ביוגנזה מורכבת של ריבונוקלאופרוטאין", "מיקוד חלבון לממברנה/ER" וכו'. יתרה מכך, שתי מחיקות הראו דפוס ביטוי מובהק מ-WT.
איור 4. ניתוח טראנסקריפטום על תאי HEK239T שהועברו על ידי WT Nsp1 וזה עם מחיקות
ההשפעות של מחיקות על תגובת IFN-1 נבדקו גם במחקר שהובע יתר על המידה.כל המחיקות שנבדקו הוכחו כמפחיתות את תגובת IFN-1 בתאי HEK239T ו-A549 שעברו טרנספקט הן ברמת התעתיק והן ברמת החלבון.מעניין לציין שהגנים שהווסרו באופן משמעותי במחיקות הועשרו ב"תגובת הגנה לנגיף", "שכפול גנום ויראלי", "וויסות שעתוק על ידי RNA פולימראז II" ו"תגובה לאינטרפרון מסוג I".
איור 5. ויסות מטה של מסלולי איתות אינטרפרון במוטציה ∆500-532
במחקר זה, ההשפעה של מחיקות אלו על הנגיף אוששה עוד יותר על ידי מחקרי זיהום ויראלי.וירוסים עם מוטנטים מסוימים בודדו מדגימות קליניות והודבקו בתאי Calu-3.תוצאות מפורטות על מחקר זיהום ויראלי ניתן לקרוא במאמר.
דוי:10.1016/j.chom.2021.01.015
התייחסות
Lin J, Tang C, Wei H, et al.ניטור גנומי של SARS-CoV-2 חושף וריאנט מחיקת Nsp1 המווסת תגובת אינטרפרון מסוג I [J].מארח תא וחיידק, 2021.
חדשות ודגשים שואפת לחלוק את המקרים המוצלחים האחרונים עם Biomarker Technologies, ללכוד הישגים מדעיים חדשים כמו גם טכניקות בולטות שיושמו במהלך המחקר.
זמן פרסום: ינואר-06-2022