Целият геном резюме
Мониторинг на геномиката на SARS-COV-2 разкрива вариант на изтриване на NSP1, който модулира отговора на интерферон тип I
Нанопор | Illumina | Целият геном преразглеждане | Метагеномика | RNA-seq | Сангер
Biomarker Technologies предостави техническа поддръжка на примерните секвениране в това проучване.
Акценти
1. SARS-COV-2 геномното секвениране и филогничният анализ идентифицират 35 повтарящи се мутации, включително 31 SNP и 4 индела.
2. Асоциацията със 117 клинични фенотипа разкрива потенциално
важни мутации.
∆500-532 в NSP1 кодиращата област корелира с по-ниска вирусна
3. Натоварване и серум IFN-β.
4.Вирални изолати с ∆500-532 мутация предизвикват по-ниска IFN-I
Отговор в заразените клетки.
Експериментален дизайн
Постижения
1. Епидемиологично и геномно наблюдение на Covid-19
Клиничните данни са събрани в провинция Съчуан, Китай през периода на огнище от 22 януари 2020 г. до 20 февруари 2020 г. Общо 538 случая на Covid-19 са потвърдени от QPCR тестове в Съчуан, 28,8% от които са от провинцията на провинцията капитал. Потвърдените случаи в Съчуан се увеличават експоненциално, достигайки достигане на 30 януари. Също така, данните, подкрепени, че социалното дистанциране могат да бъдат ключов фактор за предотвратяване на разпространението на вируси.
Фигура 1. Епидемиологично изследване на Covid-19 в провинция Съчуан, Китай
2. SARS-COV-2 Конструкция на генома и идентификация на варианти
С мултиплексна PCR амплификация, последвано от секвениране на нанопор, общо 310 почти- или частични пълни генома от 248 пациенти са генерирани с приблизително. 80% от геномите, обхванати от 10 четения (средна дълбочина: 0,39 m чете на проба).
Фигура 2. Честота на всеки варианти в кохортата на Съчуан
Общо 104 SNP и 18 индела бяха идентифицирани от геномите SARS-COV-2, в които 31 SNP и 4 индела бяха идентифицирани като повтарящи се генетични варианти. Сравнявайки ги с 169 проби от Wuhan и с 81 391 висококачествени последователности на Genome Genome в GISAID, 29 от 35-те варианта, представени на други континенти. Notably, four variants including ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 and T13243C, were only found to present in Sichuan and Wuhan and absent in GISAID data, indicating that these variants were very likely to be improted from Wuhan, which meet the Пътни записи на пациенти.
Еволюционният анализ с метода на максимална вероятност (ML) и байесовски подходи за молекулен часовник е обработен на 88 нов вирус SFrom Sichuan и 250 курирани генома от други региони. Геномите с ∆500-532 (делеции в кодиращия регион на NSP1) бяха открити разпределени рядко във филогенетичното дърво. Анализът на хаплотипа на варианти на NSP1 идентифицира 5 от тях от множество градове. Тези резултати предполагат, че ∆500-532 е възникнал в множество градове и може да бъде внесен многократно от Wuhan.
Фигура 2. Повтарящи се генетични варианти и филогенетичен анализ в геномите SARS-COV-2
3. Асоциация на повтарящи се генетични варианти с клинични последици
117 клинични фенотипове са свързани с тежестта на Covid-19, където 19 фенотипа, свързани с тежестта, са класифицирани в тежки и не-тестови черти. Връзката между тези черти и 35 повтарящи се генетични варианта бяха вийуализирани в топлинната карта на би-клъстера. Анализът на обогатяване, подобни на GSEA, показа, че ∆500-532 е отрицателно свързан с ESR, серумният IFN-β и CD8+ CD8+ Т клетките в кръвта. Освен това, QPCR тестовете показват, че пациентите, заразени с вирус, придържащи ∆500-532, имат най-висока стойност на КТ, т.е. най-ниското вирусно натоварване.
Фигура 3. Асоциации на 35 повтарящи се генетични варианта с клинични фенотипове
4. Валидиране на вирусна мутация, свързани с клинични фенотипове
За да се разберат афектите на ∆500-532 върху функциите на NSP1, клетките HEK239T се трансфектират с плазмиди, експресиращи пълна дължина, WT NSP1 и мутантни форми с делеции. Профилите на транскриптомите на всяка третирани клетки HEK239T се обработват за PCA анализ, показващи, че мутанти на делеция се групират сравнително по -близо и са значително различни от WT NSP1. Гените, които бяха значително регулирани в мутантите, бяха обогатени главно в „Пептиден биосинтетичен/метаболитен процес“, „Рибонуклеопротеинов комплекс биогенеза“, „протеин, насочен към мембрана/ER“ и т.н. Освен това, две делеции показват различен модел на expssion от WT.
Фигура 4. Транскриптен анализ на HEK239T клетки, трансфектирани от WT NSP1 и този с делеции
Афектите на изтриването върху отговора на IFN-1 също бяха тествани в свръхекспресирано проучване. Всички тествани делеции са показани, че намаляват IFN-1 Repsonse в трансфектирани HEK239T и A549 клетки както на нивото на транскриптома, така и на ниво протеин. Интересното е, че значително регулираните гени в делециите бяха обогатени в „Отговор на защитата на вируса“, „репликация на вирусен геном“, „регулиране на транскрипцията чрез РНК полимераза II“ и „отговор на интерферон тип I“.
Фигура 5. Намаляване на регулирането на сигналните пътища на интерферон в ∆500-532 мутант
В това проучване въздействието на тези делеции върху вируса беше допълнително потвърдено от проучвания за вирусна инфекция. Вирусите с определени мутанти са изолирани от клинични проби и заразени в CALU-3 клетки. Подробни резултати от изследването на вирусната инфекция могат да бъдат прочетени в документа.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Справка
Lin J, Tang C, Wei H, et al. Геномният мониторинг на SARS-COV-2 разкрива вариант за делеция на NSP1, който модулира отговора на интерферон тип I [J]. Клетъчен гостоприемник и микроб, 2021 г.
Новини и акценти Целите на споделянето на най -новите успешни случаи с Biomarker Technologies, улавяне на нови научни постижения, както и видни техники, прилагани по време на изследването.
Време за публикация: януари-06-2022