Celý genom se obnoví
Genomické monitorování SARS-CoV-2 odhaluje variantu delece NSP1, která moduluje odezvu interferonu typu I
Nanopore | Illumina | Celý genom resequenceshing | Metagenomika | RNA-seq | Sanger
Technologie Biomarker poskytovaly technickou podporu v sekvenování vzorků v této studii.
Nejdůležitější
1.Sars-CoV-2 Genom Sequence a fylognetická analýza identifikují 35 opakujících se mutací včetně 31 SNP a 4 indelů.
2. Asociace 117 klinických fenotypů odhaluje potenciálně
důležité mutace.
∆500-532 v oblasti kódování NSP1 koreluje s nižším virem
3.Load a sérum IFN-p.
4.Viral izoláty s mutací ∆500-532 indukujte dolní IFN-I
Reakce v infikovaných buňkách.
Experimentální design
Úspěchy
1. Covid-19 Epidemiologické a genomické dohled nad
Klinické údaje byly shromážděny v provincii Sichuan v Číně po celém ohniskovém období od 22. ledna 2020 do 20. února 2020. Celkem 538 případů Covid-19 bylo potvrzeno testy QPCR v Sichuanu, z nichž 28,8% pocházelo z provincie z provincie kapitál. Potvrzené případy v Sichuanu exponenciálně vzrostly a dosáhly vrcholu 30. ledna. Data také podpořila, že sociální distancování může být klíčovým faktorem při prevenci šíření virů.
Obrázek 1. Epidemiologická studie Covid-19 v provincii Sichuan v Číně
2. Konstrukce genomu SARS-CoV-2 a identifikace variant
S multiplexním amplifikací PCR následované sekvenováním nanoporu bylo generováno celkem 310 blízkých nebo částečných genompletních genomů od 248 pacientů s cca. 80% genomů pokrytých 10 čteními (průměrná hloubka: 0,39 m čtení na vzorek).
Obrázek 2. frekvence každého variant v kohortě Sichuan
Z genomů SARS-CoV-2 bylo identifikováno celkem 104 SNP a 18 indelů, ve kterých bylo identifikováno 31 SNP a 4 indelů jako opakující se genetické varianty. Porovnáním s 169 vzorky z Wuhanu a s 81 391 vysoce kvalitními sekvencemi genomu nakladatele v GISAID, 29 z 35 nalezených variant nalezených na jiných kontinentech. Zejména bylo zjištěno, že čtyři varianty včetně ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 a T13243C byly uvedeny pouze v Sichuanu a Wuhanu a nepřítomné v datech Gisaid, což naznačuje, že tyto varianty byly velmi pravděpodobné, že budou z Wuhanu, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují, které se splňují cestovní záznamy pacientů.
Evoluční analýza s metodou maximální pravděpodobnosti (ML) a přístupy Bayesovských molekulárních hodin byla zpracována na 88 nových virech SFOM Sichuan a 250 kurátorských genomech z jiných oblastí. Genomy s ∆500-532 (delece v oblasti kódování NSP1) byly nalezeny distribuovány řídce ve fylogenetickém stromu. Analýza haplotypů na variantách NSP1 identifikovala 5 z nich z více měst. Tyto výsledky naznačují, že ∆500-532 se vyskytlo ve více městech a mohlo by být importováno několikrát z Wuhanu.
Obrázek 2. opakující se genetické varianty a fylogenetická analýza v genomech SARS-CoV-2
3. asociace opakujících se genetických variant s klinickými důsledky
117 Klinických fenotypů bylo spojeno se závažností COVID-19, kde bylo 19 fenotypů souvisejících s závažností klasifikováno do závažných a nestranných rysů. Vztah mezi těmito vlastnostmi a 35 recidivujícími genetickými varianty byl viualizován v tepelné mapě bi-klastru. Analýza obohacená o hodnocení podobná GSEA ukázala, že ∆500-532 je negativně korelován s ESR, sérem IFN-P a CD8+ CD8+ T buňkami v krvi. Navíc testy QPCR ukázaly, že pacienti infikovaní virem nesoucímu ∆500-532 měli nejvyšší hodnotu CT, tj. Nejnižší virovou zátěž.
Obrázek 3. Asociace 35 opakujících se genetických variant s klinickými fenotypy
4. Validace klinických fenotypů spojených s mutací virové
Aby se pochopilo vlivy ∆500-532 na funkcích NSP1, byly buňky HEK239T transfekovány plazmidy exprimujícími plnou délku, WT NSP1 a mutantní formy s delecí. Profily transkriptomu každého ošetřeného HEK239T buněk byly zpracovány pro analýzu PCA, což ukazuje, že deleční mutanty se shlukovaly relativně blíže a byly významně odlišné od WT NSP1. Geny, které byly významně upregulovány v mutantech, byly hlavně obohaceny „peptidovým biosyntetickým/metabolickým procesem“, „Biogeneze komplexu ribonukleoproteinu“, „proteinové zaměření na membránu/ER“ atd. Kromě toho dvě delece vykazovaly odlišný vzorec expssion z WT.
Obrázek 4. analýza transkriptomu na buňkách HEK239T transfekovaných WT NSP1 a analýzou s delecí
Vliv delecí na odpověď IFN-1 byly také testovány v nadměrně exprimované studii. Bylo prokázáno, že všechny testované delece snižují IFN-1 repsonse v transfekovaných buňkách HEK239T a A549 jak na úrovni transkriptomu, tak na hladině proteinu. Je zajímavé, že významně down-regulované geny v delecích byly obohaceny „obrannou reakcí na virus“, „replikace virového genomu“, „regulace transkripce pomocí RNA polymerázy II“ a „reakce na interferon typu I“.
Obrázek 5. Down Regulace signálních drah interferonu v mutantu ∆500-532
V této studii byl dopad těchto delecí na virus dále potvrzen studiemi virové infekce. Viry s určitými mutanty byly izolovány z klinických vzorků a infikovány na buňky Calu-3. Podrobné výsledky studie virové infekce lze číst v článku.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Odkaz
Lin J, Tang C, Wei H, et al. Genomické monitorování SARS-CoV-2 odhaluje variantu delece NSP1, která moduluje odezvu interferonu typu I [J]. Cell Host & Microbe, 2021.
Novinky a hlavní body Cílem je sdílet nejnovější úspěšné případy s technologiemi Biomarker, zachytit nové vědecké úspěchy a také prominentní techniky aplikované během studie.
Čas příspěvku: leden-06-2022