ЦЕЛИОТ ГЕНОМ ПОСТАВУВА
Геномичкиот мониторинг на SARS-CoV-2 открива варијанта на бришење Nsp1 што го модулира одговорот на интерферон од тип I
Нанопор |Илумина |Ресеквенционирање на целиот геном |метагеномика |RNA-Seq |Санџер
Биомаркер Технолоџис обезбеди техничка поддршка за секвенционирање на примероците во оваа студија.
Определување
1. Секвенционирањето на геномот на SARS-CoV-2 и филогнетската анализа идентификуваат 35 повторливи мутации вклучувајќи 31 SNP и 4 Индели.
2. Поврзаноста со 117 клинички фенотипови открива потенцијално
важни мутации.
∆500-532 во Nsp1 кодниот регион корелира со пониски вирусни
3.оптоварување и серумски IFN-β.
4. Вирусни изолати со мутација ∆500-532 индуцираат понизок IFN-I
одговор во заразените клетки.
Експериментален дизајн
Достигнувања
1. СОВИД-19 епидемиолошки и геномски надзор
Клиничките податоци беа собрани во провинцијата Сечуан, Кина во текот на периодот на епидемија од 22 јануари 2020 до 20 февруари 2020 година. Вкупно 538 случаи на COVID-19 беа потврдени со qPCR тестови во Сечуан, од кои 28,8% беа од покраината капитал.Потврдените случаи во Сечуан се зголемија експоненцијално, достигнувајќи го својот врв на 30-ти јануари.Исто така, податоците потврдија дека социјалното дистанцирање може да биде клучен фактор за спречување на ширење на вирусот.
Слика 1. Епидемиолошка студија на СОВИД-19 во провинцијата Сечуан, Кина
2. Конструкција на геномот на SARS-CoV-2 и идентификација на варијанти
Со мултиплекс PCR засилување проследено со секвенционирање на нанопори, беа генерирани вкупно 310 речиси или делумно целосни геноми од 248 пациенти со прибл.80% од геномите покриени со 10 читања (средна длабочина: 0,39 М читања по примерок).
Слика 2. Фреквенција на секоја варијанта во групата Сечуан
Вкупно 104 SNP и 18 Indels беа идентификувани од геномите на SARS-CoV-2, во кои 31 SNP и 4 Indels беа идентификувани како повторливи генетски варијанти.Споредувајќи ги со 169 примероци од Вухан и со 81.391 висококвалитетни секвенци на јавен геном во GISAID, 29 од 35-те пронајдени варијанти се претставени на други континенти.Имено, четири варијанти, вклучително ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 и T13243C, беа откриени само за присутни во Сечуан и Вухан и отсутни во податоците за GISAID, што укажува дека овие варијанти се многу веројатно да се импромитираат од Вухан, кои ги исполнуваат евиденција за патување на пациенти.
Еволутивната анализа со методот на максимална веројатност (ML) и пристапите на молекуларниот часовник на Бајза беше обработена на 88 нови вируси од Сечуан и 250 курирани геноми од други региони.Геноми со ∆500-532 (Бришења во Nsp1 кодираниот регион) беа пронајдени ретко распространети во филогенетското дрво.Анализата на хаплотипот на Nsp1 варијантите идентификуваше 5 од нив од повеќе градови.Овие резултати сугерираат дека ∆500-532 се појавил во повеќе градови и може да биде увезен повеќе пати од Вухан.
Слика 2. Рекурентни генетски варијанти и филогенетска анализа во геномите на SARS-CoV-2
3. Асоцијација на рекурентни генетски варијанти со клинички импликации
117 клинички фенотипови беа поврзани со сериозноста на СОВИД-19, каде што 19 фенотипови поврзани со сериозноста беа класифицирани на тешки и нестешки карактеристики.Односот помеѓу овие особини и 35 повторливи генетски варијанти беа визуелизирани во топлинска карта на би-кластери.Анализа на рангирана збогатување слична на GSEA покажа дека ∆500-532 е негативно корелирана со бројот на ESR, серумскиот IFN-β и CD3+CD8+ Т-клетките во крвта.Понатаму, qPCR тестовите покажаа дека пациентите инфицирани со вирусот ∆500-532 имаат највисока вредност на Ct, односно најниско вирусно оптоварување.
Слика 3. Асоцијации на 35 рекурентни генетски варијанти со клинички фенотипови
4. Валидација на клинички фенотипови поврзани со вирусна мутација
Со цел да се разберат влијанијата на ∆500-532 врз функциите на Nsp1, HEK239T клетките беа трансфектирани со плазмиди кои изразуваат целосна должина, WT Nsp1 и мутантни форми со бришења.Профилите на транскриптомите на секоја третирана HEK239T-клетка беа обработени за PCA анализа, што покажува дека мутантите за бришење се групирани релативно поблиску и се значително различни од WT Nsp1.Гените кои беа значително регулирани кај мутантите главно беа збогатени со „пептид биосинтетички/метаболички процес“, „биогенеза на комплексот на рибонуклеопротеин“, „протеинско таргетирање на мембрана/ЕР“ итн. Покрај тоа, две бришења покажаа посебна шема на експанзија од WT.
Слика 4. Анализа на транскриптом на HEK239T клетки трансфектирани од WT Nsp1 и тоа со бришења
Влијанието на бришењата врз одговорот на IFN-1 исто така беше тестирано во студијата со прекумерно изразување.Се покажа дека сите тестирани бришења ја намалуваат репсонзата на IFN-1 во трансфицираните HEK239T и A549 клетки и на ниво на транскриптом и на ниво на протеини.Интересно, значително намалените гени во бришењата беа збогатени со „одбранбен одговор на вирусот“, „репликација на вирусен геном“, „регулација на транскрипцијата со РНК полимераза II“ и „одговор на интерферон тип I“.
Слика 5. Надолна регулација на сигналните патишта на интерферон кај мутант ∆500-532
Во оваа студија, влијанието на овие бришења врз вирусот беше дополнително потврдено со студии за вирусни инфекции.Вирусите со одредени мутанти беа изолирани од клиничките примероци и инфицирани со клетките Калу-3.Детални резултати од студијата за вирусна инфекција може да се прочитаат во трудот.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Референца
Лин Ј, Танг Ц, Веи Х, и сор.Геномскиот мониторинг на SARS-CoV-2 открива варијанта на бришење Nsp1 што го модулира одговорот на интерферон од тип I[J].Клеточен домаќин и микроб, 2021 година.
Вести и моменти има за цел да ги сподели најновите успешни случаи со Biomarker Technologies, доловувајќи нови научни достигнувања, како и истакнати техники применети во текот на студијата.
Време на објавување: јануари-06-2022 година