VOLLZÄIT GENOM RESEQUENING
Genomics Iwwerwaachung vu SARS-CoV-2 entdeckt eng Nsp1 Läschvariant déi den Typ I Interferon Äntwert moduléiert
Nanopor |Illumina |Ganz Genom Resequencing |metagenomics |RNA-Seq |Sanger
Biomarker Technologies hunn technesch Ënnerstëtzung iwwer Probe Sequenzéierung an dëser Etude geliwwert.
Highlights
1.SARS-CoV-2 Genom Sequenzéierung a phylognetesch Analyse identifizéieren 35 widderhuelend Mutatiounen dorënner 31 SNPs a 4 Indels.
2.Associatioun mat 117 klineschen Phänotypen weist potenziell
wichteg Mutatiounen.
∆500-532 an der Nsp1 Kodéierungsregioun korreléiert mat manner viral
3.load an serum IFN-β.
4.Viral Isolate mat ∆500-532 Mutatioun induzéieren manner IFN-I
Äntwert an infizéiert Zellen.
Experimentell Design
Leeschtungen
1. COVID-19 epidemiologesch a genomesch Iwwerwaachung
Klinesch Donnéeën goufen an der Sichuan Provënz, China iwwer d'Ausbrieche Period vum 22. Januar 2020 bis den 20. Februar 2020 gesammelt. Insgesamt 538 COVID-19 Fäll goufen duerch qPCR Tester zu Sichuan bestätegt, 28.8% vun deenen aus der Provënz waren Haaptstad.Bestätegt Fäll zu Sichuan sinn exponentiell eropgaang, an hunn den 30. Jan.Och Daten ënnerstëtzt datt sozial Distanzen e Schlësselfaktor kënne sinn fir Virusverbreedung ze vermeiden.
Figur 1. Epidemiologesch Studie vum COVID-19 an der Sichuan Provënz, China
2. SARS-CoV-2 Genom Konstruktioun a Varianten Identifikatioun
Mat multiplex PCR Amplifikatioun gefollegt vun der Nanopore Sequenzéierung, goufen insgesamt 310 no- oder deelweis komplette Genome vun 248 Patienten mat ongeféier.80% vun Genomen iwwerdeckt vun 10 Liesungen (Mëtt Déift: 0,39 M Liesungen pro Probe).
Figur 2. Frequenz vun all Varianten an der Sichuan Kohort
Insgesamt 104 SNPs an 18 Indels goufen aus SARS-CoV-2 Genomen identifizéiert, an deenen 31 SNPs a 4 Indels als widderhuelend genetesch Varianten identifizéiert goufen.Andeems se se mat 169 Proben aus Wuhan a mat 81,391 héichqualitativen ëffentleche Genom Sequenzen am GISAID vergläichen, 29 vun de 35 Varianten, déi an anere Kontinenter fonnt goufen.Besonnesch véier Varianten, dorënner ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 an T13243C, goufen nëmmen a Sichuan a Wuhan fonnt a fehlend a GISAID Donnéeën, wat beweist datt dës Varianten ganz wahrscheinlech aus Wuhan improtéiert goufen, déi de Wuhan treffen. Rees records vun Patienten.
Evolutiounsanalyse mat maximaler Wahrscheinlechkeet (ML) Method a Bayesian molekulare Auer Approche gouf op 88 nei Virus s aus Sichuan an 250 curated Genomen aus anere Regiounen veraarbecht.Genome mat ∆500-532 (Läschen an der Nsp1 Kodéierungsregioun) goufen am phylogeneteschen Bam verdeelt späichert fonnt.Haplotype Analyse op Nsp1 Varianten identifizéiert 5 vun hinnen aus verschidde Stied.Dës Resultater hu virgeschloen datt den ∆500-532 a ville Stied geschitt ass a méi Mol aus Wuhan importéiert ka ginn.
Figur 2. Widderhuelend genetesch Varianten a phylogenetesch Analyse an de SARS-CoV-2 Genomen
3. Associatioun vu widderhuelend genetesch Varianten mat klineschen Implikatiounen
117 klinesch Phänotypen ware mat der COVID-19 Gravitéit assoziéiert, wou 19 Gravitéit-verwandte Phänotypen a schwéieren an net-schwéier Charaktere klasséiert goufen.D'Relatioun tëscht dësen Eegenschaften an 35 widderhuelend genetesch Varianten goufen an der Bi-Cluster-Heatmap viualiséiert.Eng GSEA-ähnlech klasséiert Beräicherungsanalyse huet gewisen datt ∆500-532 negativ mat ESR, Serum IFN-β an CD3 + CD8+ T Zellzuel am Blutt korreléiert ass.Ausserdeem hunn qPCR Tester gewisen datt Patienten infizéiert mat Virus, déi ∆500-532 infizéiert hunn, den héchste Ct-Wäert haten, dh déi niddregst viral Belaaschtung.
Figure 3. Associatiounen vun 35 widderhuelend genetesch Varianten mat klineschen Phänotypen
4. Validatioun op viral Mutatioun assoziéiert klinesch Phänotypen
Fir d'Auswierkunge vun ∆500-532 op Nsp1 Funktiounen ze verstoen, goufen HEK239T Zellen mat Plasmiden transfektéiert, déi voll Längt, WT Nsp1 a mutant Formen mat Läschen ausdrécken.Transkriptom Profiler vun all behandelt HEK239T Zellen goufen fir PCA Analyse veraarbecht, wat weist datt Läschmutanten relativ méi no geclustert sinn a wesentlech anescht wéi WT Nsp1 waren.D'Genen, déi bedeitend an de Mutanten upreguléiert goufen, goufen haaptsächlech an "peptide biosyntheteschen / metabolesche Prozesser", "Ribonucleoprotein komplexe Biogenese", "Protein gezielt op Membran / ER", etc.
Figur 4. Transkriptomanalyse op HEK239T Zellen transfektéiert duerch WT Nsp1 an dat mat Läschen
D'Auswierkunge vun Läschen op IFN-1 Äntwert gouf och an iwwerexpresséiert Studie getest.All getest Läschen goufen gewisen fir d'IFN-1 Repsone an transfektéierten HEK239T an A549 Zellen op béide Transkriptomniveau a Proteinniveau ze reduzéieren.Interessanterweis goufen déi wesentlech downreguléiert Genen bei Läschen an "Verteidegungsreaktioun op Virus", "viral Genom Replikatioun", "Reguléierung vun der Transkriptioun duerch RNA Polymerase II" an "Äntwert op Typ I Interferon" beräichert.
Figur 5. Down Reguléierung vun Interferon Signalweeër am ∆500-532 mutant
An dëser Etude gouf den Impakt vun dësen Läschen op Virus weider bestätegt duerch viral Infektiounsstudien.Viren mat bestëmmte Mutanten goufen aus klineschen Echantillon isoléiert an op Calu-3 Zellen infizéiert.Detailléiert Resultater iwwer viral Infektiounsstudie kënnen am Pabeier gelies ginn.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Referenz
Lin J, Tang C, Wei H, et al.Genomesch Iwwerwaachung vu SARS-CoV-2 entdeckt eng Nsp1 Läschvariant déi den Typ I Interferon Äntwert moduléiert [J].Zellhost & Mikrobe, 2021.
Neiegkeeten an Highlights zielt fir déi lescht erfollegräich Fäll mat Biomarker Technologies ze deelen, nei wëssenschaftlech Leeschtungen z'erfëllen souwéi prominent Techniken déi während der Studie applizéiert ginn.
Post Zäit: Jan-06-2022