Ολόκληρο το γονιδίωμα
Η παρακολούθηση της γονιδιωματικής του SARS-COV-2 αποκαλύπτει μια παραλλαγή διαγραφής NSP1 που ρυθμίζει την απόκριση ιντερφερόνης τύπου Ι τύπου Ι
Nanopore | Illumina | Επαναπέντρωση ολόκληρου του γονιδιώματος | Metagenomics | RNA-Seq | Σανταστής
Οι τεχνολογίες Biomarker παρείχαν τεχνική υποστήριξη για την αλληλουχία δείγματος σε αυτή τη μελέτη.
Ανταύγειες
1. Η αλληλουχία γονιδιώματος-2-COV-2 και η φυλλογνωτική ανάλυση προσδιορίζουν 35 επαναλαμβανόμενες μεταλλάξεις, συμπεριλαμβανομένων 31 SNPs και 4 ινδόρ.
2.Association με 117 κλινικά φαινότυπα αποκαλύπτει δυνητικά
σημαντικές μεταλλάξεις.
Δ500-532 στην περιοχή κωδικοποίησης NSP1 συσχετίζεται με χαμηλότερο ιό
3. Φορτία και ορό IFN-β.
4. Τα απομονωμένα στελέχη με μετάλλαξη Δ500-532 προκαλούν χαμηλότερη IFN-I
απόκριση στα μολυσμένα κύτταρα.
Πειραματικός σχεδιασμός
Επιτεύγματα
1. Επιδημιολογική και γονιδιωματική επιτήρηση Covid-19
Τα κλινικά δεδομένα συλλέχθηκαν στην επαρχία Sichuan της Κίνας κατά τη διάρκεια της περιόδου επιδημίας από τις 22 Ιανουαρίου, 2020 έως τις 20 Φεβρουαρίου 2020. κεφάλαιο. Οι επιβεβαιωμένες περιπτώσεις στο Sichuan αυξήθηκαν εκθετικά, κορυφώνοντας στις 30 Ιανουαρίου. Επίσης, τα δεδομένα που υποστηρίζουν ότι η κοινωνική απομάκρυνση μπορεί να αποτελέσει βασικό παράγοντα για την πρόληψη της εξάπλωσης του ιού.
Εικόνα 1. Επιδημιολογική μελέτη του Covid-19 στην επαρχία Sichuan, Κίνα
2. Κατασκευή γονιδιώματος SARS-COV-2
Με πολλαπλή ενίσχυση PCR ακολουθούμενη από προσδιορισμό αλληλουχίας νανοπορίας, δημιουργήθηκαν συνολικά 310 γονιδιώματα σχεδόν ή μερικής πλήρους από 248 ασθενείς με περίπου. Το 80% των γονιδιωμάτων που καλύπτονται από 10 αναγνώσεις (μέσος βαθμός βάθους: 0,39 m ανάγνωση ανά δείγμα).
Εικόνα 2. Συχνότητα κάθε παραλλαγών στην κοόρτη Sichuan
Συνολικά 104 SNPs και 18 indels ταυτοποιήθηκαν από γονιδιώματα SARS-COV-2, στα οποία 31 SNPs και 4 ινδόρ αναγνωρίστηκαν ως επαναλαμβανόμενες γενετικές παραλλαγές. Συγκρίνοντάς τους με 169 δείγματα από το Wuhan και με 81.391 υψηλής ποιότητας αλληλουχίες γονιδιώματος σε GISAID, 29 από τις 35 παραλλαγές που βρέθηκαν σε άλλες ηπείρους. Συγκεκριμένα, τέσσερις παραλλαγές, όπως το Δ500-532, το ACC18108AT, Δ729-737 και το T13243C, βρέθηκαν να παρουσιάζονται μόνο στο Sichuan και στο Wuhan και να απουσιάζουν σε δεδομένα GISAID, υποδεικνύοντας ότι αυτές οι παραλλαγές ήταν πολύ πιθανό να είναι αισχρολογημένοι από το Wuhan, το οποίο συναντάται Τα ταξίδια των ασθενών.
Η εξελικτική ανάλυση με μέθοδο μέγιστης πιθανότητας (ML) και Bayesian molecular clock προσεγγίσεις υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε 88 νέους ιούς sfrom sichuan και 250 επιμελημένα γονιδιώματα από άλλες περιοχές. Τα γονιδιώματα με Δ500-532 (διαγραφές στην περιοχή κωδικοποίησης NSP1) βρέθηκαν κατανεμημένα αραιά στο φυλογενετικό δέντρο. Η ανάλυση απλότυπου σε παραλλαγές NSP1 ταυτοποίησε 5 από αυτές από πολλές πόλεις. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το Δ500-532 εμφανίστηκε σε πολλές πόλεις και θα μπορούσε να εισαχθεί πολλές φορές από το Wuhan.
Εικόνα 2. Επαναλαμβανόμενες γενετικές παραλλαγές και φυλογενετική ανάλυση στα γονιδιώματα SARS-COV-2
3. Σύνδεση επαναλαμβανόμενων γενετικών παραλλαγών με κλινικές επιπτώσεις
117 Οι κλινικοί φαινότυποι συσχετίστηκαν με τη σοβαρότητα του Covid-19, όπου 19 φαινότυποι που σχετίζονται με τη σοβαρότητα ταξινομήθηκαν σε σοβαρά και μη σοβαρή χαρακτηριστικά. Η σχέση μεταξύ αυτών των χαρακτηριστικών και 35 επαναλαμβανόμενων γενετικών παραλλαγών ήταν VIAUALINed στο Bi-Cluster Heatmap. Μια ανάλυση εμπλουτισμού που μοιάζει με GSEA έδειξε ότι το Δ500-532 συσχετίζεται αρνητικά με τον ESR, τον ορό IFN-β και το CD8+ C-κυττάρων Τ κυττάρων στο αίμα. Επιπλέον, οι δοκιμές qPCR έδειξαν ότι οι ασθενείς που έχουν μολυνθεί με ιό που φιλοξενούν Δ500-532 είχαν την υψηλότερη τιμή CT, δηλ. Το χαμηλότερο ιικό φορτίο.
Εικόνα 3. Συλλέξεις 35 επαναλαμβανόμενων γενετικών παραλλαγών με κλινικούς φαινότυπους
4. Επικύρωση σε κλινικούς φαινοτύπους που σχετίζονται με τη μετάλλαξη
Προκειμένου να κατανοηθούν οι επιπτώσεις των Δ500-532 σε λειτουργίες NSP1, τα κύτταρα ΗΕΚ239Τ επιμολύνθηκαν με πλασμίδια που εκφράζουν πλήρους μήκους, WT NSP1 και μεταλλαγμένες μορφές με διαγραφές. Τα μεταγραφικά προφίλ κάθε επεξεργασμένου HEK239Τ κυττάρων υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ανάλυση PCA, δείχνοντας ότι τα μεταλλάγματα διαγραφής συσσωματώθηκαν σχετικά πιο κοντά και ήταν σημαντικά διαφορετικά από το WT NSP1. Τα γονίδια που ρυθμίστηκαν σημαντικά προς τα πάνω στα μεταλλάγματα εμπλουτίστηκαν κυρίως σε «πεπτιδική βιοσυνθετική/μεταβολική διαδικασία», «σύμπλοκο ριβονουκλεοπρωτεϊνών», «στόχευση πρωτεϊνών σε μεμβράνη/ER», κλπ.
Εικόνα 4. Ανάλυση μεταγραφικού σε κύτταρα HEK239T επιμολυσμένα με WT NSP1 και ότι με διαγραφές
Οι επιπτώσεις των διαγραφών στην απόκριση IFN-1 δοκιμάστηκαν επίσης σε υπερεκφρασμένη μελέτη. Όλες οι δοκιμασμένες διαγραφές αποδείχθηκαν ότι μειώνουν τις επαναλήψεις IFN-1 σε επιμολυσμένα κύτταρα HEK239T και A549 σε επίπεδο μεταγραφικού και πρωτεΐνης. Είναι ενδιαφέρον ότι τα σημαντικά καθορισμένα γονίδια στις διαγραφές εμπλουτίστηκαν στην «ανταπόκριση της άμυνας στον ιό», στην «αντιγραφή του ιικού γονιδιώματος», στην «ρύθμιση της μεταγραφής με την πολυμεράση II του RNA» και στην «ανταπόκριση στην ιντερφερόνη τύπου Ι».
Εικόνα 5. Κατώτατη ρύθμιση των μονοπατιών σηματοδότησης ιντερφερόνης σε μεταλλάκτη Δ500-532
Σε αυτή τη μελέτη, ο αντίκτυπος αυτών των διαγραφών στον ιό επιβεβαιώθηκε περαιτέρω από μελέτες ιογενούς λοίμωξης. Οι ιοί με ορισμένα μεταλλάγματα απομονώθηκαν από κλινικά δείγματα και μολύνθηκαν σε κύτταρα CALU-3. Λεπτομερή αποτελέσματα στη μελέτη ιογενούς λοίμωξης μπορούν να διαβαστούν στο έγγραφο.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Αναφορά
Lin J, Tang C, Wei Η, et αϊ. Η γονιδιωματική παρακολούθηση του SARS-COV-2 αποκαλύπτει μια παραλλαγή διαγραφής NSP1 που ρυθμίζει την απόκριση ιντερφερόνης τύπου Ι [J]. Cell Host & Microbe, 2021.
Νέα και στιγμιότυπα Σκοπός στοχεύει στην ανταλλαγή των τελευταίων επιτυχημένων περιπτώσεων με τεχνολογίες βιοδεικτών, καταγράφοντας νέα επιστημονικά επιτεύγματα καθώς και εξέχουσες τεχνικές που εφαρμόστηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιαν-06-2022