KËRKESA E GJENOMIT TË GJITHË
Monitorimi gjenomik i SARS-CoV-2 zbulon një variant të fshirjes Nsp1 që modulon përgjigjen e interferonit të tipit I
Nanopore |Illumina |Resekuenca e të gjithë gjenomit |metagjenomika |ARN-Seq |Sanger
Biomarker Technologies ofroi mbështetje teknike për renditjen e mostrave në këtë studim.
Pikat kryesore
1. Sekuenca e gjenomit SARS-CoV-2 dhe analiza filognetike identifikojnë 35 mutacione të përsëritura duke përfshirë 31 SNP dhe 4 Indel.
2. Lidhja me 117 fenotipe klinike zbulon potencialisht
mutacione të rëndësishme.
∆500-532 në rajonin kodues Nsp1 lidhet me virale më të ulët
3.ngarkesa dhe IFN-β serike.
4. Izolimet virale me mutacion ∆500-532 induktojnë IFN-I më të ulët
përgjigje në qelizat e infektuara.
Dizajn Eksperimental
Arritjet
1. Mbikëqyrja epidemiologjike dhe gjenomike e COVID-19
Të dhënat klinike u mblodhën në provincën Sichuan, Kinë gjatë periudhës së shpërthimit nga 22 janar 2020 deri më 20 shkurt 2020. Një total prej 538 rastesh COVID-19 u konfirmuan nga testet qPCR në Sichuan, 28.8% e të cilave ishin nga provinca kapitale.Rastet e konfirmuara në Sichuan u rritën në mënyrë eksponenciale, duke arritur kulmin në 30 janar.Gjithashtu, të dhënat mbështetën se distancimi social mund të jetë një faktor kyç në parandalimin e përhapjes së virusit.
Figura 1. Studimi epidemiologjik i COVID-19 në provincën Sichuan, Kinë
2. Ndërtimi i gjenomit SARS-CoV-2 dhe identifikimi i varianteve
Me amplifikimin multipleks PCR të ndjekur nga sekuenca nanopore, gjithsej 310 gjenome të plota ose të pjesshme nga 248 pacientë u krijuan me përafërsisht.80% e gjenomave mbulohen nga 10 lexime (Thellësia mesatare: 0.39 M lexim për mostër).
Figura 2. Frekuenca e secilit variant në grupin Sichuan
Një total prej 104 SNP dhe 18 Indels u identifikuan nga gjenomet SARS-CoV-2, në të cilat 31 SNP dhe 4 Indels u identifikuan si variante gjenetike të përsëritura.Duke i krahasuar ato me 169 mostra nga Wuhan dhe me 81,391 sekuenca të gjenomit publik me cilësi të lartë në GISAID, 29 nga 35 variantet e gjetura janë paraqitur në kontinente të tjera.Veçanërisht, katër variante duke përfshirë ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 dhe T13243C, u gjetën të pranishme vetëm në Sichuan dhe Wuhan dhe mungonin në të dhënat e GISAID, duke treguar se këto variante kishin shumë gjasa të improtoheshin nga Wuhan, të cilat përmbushin të dhënat e udhëtimit të pacientëve.
Analiza evolucionare me metodën e gjasave maksimale (ML) dhe qasjet e orës molekulare Bayesian u përpunua në 88 viruse të reja nga Sichuan dhe 250 gjenoma të kuruara nga rajone të tjera.Gjenomet me ∆500-532 (Fshirje në rajonin kodues Nsp1) u gjetën të shpërndara rrallë në pemën filogjenetike.Analiza e hapotipit në variantet Nsp1 identifikoi 5 prej tyre nga qytete të shumta.Këto rezultate sugjeruan që ∆500-532 ndodhi në qytete të shumta dhe mund të importohej disa herë nga Wuhan.
Figura 2. Variantet gjenetike të përsëritura dhe analiza filogjenetike në gjenomet SARS-CoV-2
3. Shoqërimi i varianteve gjenetike të përsëritura me implikime klinike
117 fenotipe klinike u shoqëruan me ashpërsinë e COVID-19, ku 19 fenotipe të lidhura me ashpërsinë u klasifikuan në tipare të rënda dhe jo të rënda.Marrëdhënia midis këtyre tipareve dhe 35 varianteve gjenetike të përsëritura u vizualizuan në hartën e nxehtësisë me dy grupime.Një analizë e pasurimit e renditur e ngjashme me GSEA tregoi se ∆500-532 lidhet negativisht me ESR, IFN-β në serum dhe numërimin e qelizave T CD3+CD8+ në gjak.Për më tepër, testet qPCR treguan se pacientët e infektuar me virusin D500-532 kishin vlerën më të lartë të Ct, pra ngarkesën virale më të ulët.
Figura 3. Lidhjet e 35 varianteve gjenetike të përsëritura me fenotipet klinike
4. Vleresimi i fenotipeve klinike te lidhura me mutacionet virale
Për të kuptuar ndikimet e ∆500-532 në funksionet Nsp1, qelizat HEK239T u transfektuan me plazmide që shprehin forma të plota, WT Nsp1 dhe mutant me delecione.Profilet e transkriptomeve të secilës qelizë HEK239T të trajtuar u përpunuan për analizën PCA, duke treguar se mutantët e fshirjes u grumbulluan relativisht më afër dhe ishin dukshëm të ndryshëm nga WT Nsp1.Gjenet që u rregulluan ndjeshëm në mutantët u pasuruan kryesisht në "procesin biosintetik/metabolik të peptideve", "biogjenezën komplekse të ribonukleoproteinave", "shënjestrimin e proteinave ndaj membranës/ER", etj. Për më tepër, dy fshirje treguan një model të veçantë ekspssioni nga WT.
Figura 4. Analiza e transkriptomës në qelizat HEK239T të transfektuara nga WT Nsp1 dhe ajo me delecione
Efektet e fshirjeve në përgjigjen e IFN-1 u testuan gjithashtu në një studim të mbishprehur.Të gjitha fshirjet e testuara u treguan se reduktojnë repsonzën e IFN-1 në qelizat HEK239T dhe A549 të transfektuara si në nivelin e transkriptomit ashtu edhe në nivelin e proteinave.Është interesante se gjenet me ulje të konsiderueshme në delecione u pasuruan në "përgjigje mbrojtëse ndaj virusit", "përsëritje të gjenomit viral", "rregullim i transkriptimit nga ARN polimeraza II" dhe "përgjigje ndaj interferonit të tipit I".
Figura 5. Rregullimi i poshtëm i rrugëve sinjalizuese të interferonit në mutant ∆500-532
Në këtë studim, ndikimi i këtyre fshirjeve në virus u konfirmua më tej nga studimet e infeksionit viral.Viruset me mutant të caktuar u izoluan nga mostrat klinike dhe u infektuan në qelizat Calu-3.Rezultatet e detajuara mbi studimin e infeksionit viral mund të lexohen në gazetë.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Referenca
Lin J, Tang C, Wei H, et al.Monitorimi gjenomik i SARS-CoV-2 zbulon një variant të fshirjes Nsp1 që modulon përgjigjen e interferonit të tipit I[J].Pritësi i qelizave dhe mikrobi, 2021.
Lajme dhe pika kryesore synon të ndajë rastet më të fundit të suksesshme me Biomarker Technologies, duke kapur arritjet e reja shkencore si dhe teknikat e spikatura të aplikuara gjatë studimit.
Koha e postimit: Jan-06-2022