Tutto il genoma di reseducazione
Il monitoraggio della genomica di SARS-COV-2 scopre una variante di delezione NSP1 che modula la risposta dell'interferone di tipo I
Nanopore | Illumina | Resequenziamento dell'intero genoma | Metagenomics | RNA-seq | Sanger
Le tecnologie Biomarker hanno fornito supporto tecnico sul sequenziamento dei campioni in questo studio.
Punti salienti
1.SARS-COV-2 Il sequenziamento del genoma e l'analisi filnetica identificano 35 mutazioni ricorrenti tra cui 31 SNP e 4 indel.
2.associazione con 117 fenotipi clinici rivela potenzialmente
mutazioni importanti.
∆500-532 nella regione di codifica NSP1 è correlata con il virale inferiore
3.La caricare e siero IFN-β.
4. Isolati virali con mutazione ∆500-532 inducono IFN-I più basso
Risposta nelle cellule infette.
Design sperimentale
Risultati
1. Covid-19 Epidemiological e genomica sorveglianza
I dati clinici sono stati raccolti nella provincia del Sichuan, in Cina durante il periodo di focolaio dal 22 gennaio 2020 al 20 febbraio 2020. Un totale di 538 casi Covid-19 sono stati confermati dai test QPCR in Sichuan, il 28,8% dei quali proveniva dalla provincia della provincia capitale. I casi confermati in Sichuan sono aumentati in modo esponenziale, raggiungendo il picco il 30 gennaio. Inoltre, i dati supportati che la distanza sociale può essere un fattore chiave per prevenire la diffusione del virus.
Figura 1. Studio epidemiologico di Covid-19 nella provincia del Sichuan, Cina
2. SARS-COV-2 Genome Construction and Variants Identification
Con l'amplificazione PCR multiplex seguita dal sequenziamento dei nanopori, sono stati generati un totale di 310 genomi di quasi o parziale completa di 248 pazienti con ca. L'80% dei genomi coperti da 10 letture (profondità media: 0,39 m letture per campione).
Figura 2. Frequenza di ciascuna variante nella coorte Sichuan
Un totale di 104 SNP e 18 indel sono stati identificati da genomi SARS-CoV-2, in cui 31 SNP e 4 indel sono stati identificati come varianti genetiche ricorrenti. Confrontandoli con 169 campioni di Wuhan e con 81.391 sequenze di genoma di pubblicazioni di alta qualità in Gisaid, 29 delle 35 varianti trovate presentate in altri continenti. In particolare, quattro varianti tra cui ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 e T13243C, sono state trovate solo per essere presenti in Sichuan e Wuhan e assenti nei dati di Gisaid, indicando che queste varianti erano molto probabilmente improvvisate Registri di viaggio dei pazienti.
L'analisi evolutiva con il metodo della massima verosimiglianza (ML) e gli approcci dell'orologio molecolare bayesiano sono stati elaborati su 88 nuovi virus Sfrom Sichuan e 250 genomi curati da altre regioni. I genomi con ∆500-532 (delezioni nella regione di codifica NSP1) sono stati trovati scarsamente distribuiti nell'albero filogenetico. L'analisi aplotipo sulle varianti NSP1 ne ha identificato 5 da più città. Questi risultati hanno suggerito che il ∆500-532 si è verificato in più città e potrebbero essere importati più volte da Wuhan.
Figura 2. Varianti genetiche ricorrenti e analisi filogenetica nei genomi SARS-COV-2
3. Associazione di varianti genetiche ricorrenti con implicazioni cliniche
117 fenotipi clinici erano associati alla gravità di Covid-19, dove 19 fenotipi legati alla gravità sono stati classificati in tratti gravi e non gravi. La relazione tra questi tratti e 35 varianti genetiche ricorrenti sono state viuualizzate in mappa di calore a bi-cluster. Un'analisi di arricchimento classificata simile a GSEA ha mostrato che ∆500-532 è negativamente correlato con ESR, IFN-β e CD3+ CD8+ TUNT nel sangue. Inoltre, i test di QPCR hanno dimostrato che i pazienti infettati da virus che ospitano ∆500-532 avevano il valore CT più alto, cioè la carico virale più basso.
Figura 3. Associazioni di 35 varianti genetiche ricorrenti con fenotipi clinici
4. Convalida sui fenotipi clinici associati alla mutazione virale
Al fine di comprendere gli effetti di ∆500-532 sulle funzioni NSP1, le cellule HEK239T sono state trasfettate con plasmidi che esprimono forme a lunghezza intera, WT NSP1 e forme mutanti con eliminazioni. I profili del trascrittoma di ciascuna cellule HEK239T trattate sono stati elaborati per l'analisi PCA, dimostrando che i mutanti di delezione si sono raggruppati relativamente più vicini ed erano significativamente diversi da WT NSP1. I geni che sono stati significativamente sovraregolati nei mutanti sono stati principalmente arricchiti nel "processo biosintetico/metabolico peptidico", "biogenesi complessa di ribonucleoproteine", "Target di proteina a membrana/ER", ecc. Inoltre, due delezioni hanno mostrato un modello distintivo di espansione da WT.
Figura 4. Analisi del trascrittoma su cellule HEK239T trasfettate da WT NSP1 e quella con delezioni
Gli effetti delle eliminazioni sulla risposta IFN-1 sono stati testati anche in uno studio sovraespresso. È stato dimostrato che tutte le delezioni testate riducono Repsonse IFN-1 nelle cellule trasfettate HEK239T e A549 sia a livello di trascrittoma che a livello di proteina. È interessante notare che i geni significativamente down-regolati nelle delezioni sono stati arricchiti in "risposta di difesa al virus", "replicazione del genoma virale", "regolazione della trascrizione da parte dell'RNA polimerasi" e "risposta all'interferone di tipo I".
Figura 5. Regolazione verso il basso delle vie di segnalazione dell'interferone nel mutante ∆500-532
In questo studio, l'impatto di queste delezioni sul virus è stato ulteriormente confermato dagli studi di infezione virale. I virus con alcuni mutanti sono stati isolati da campioni clinici e infettati alle cellule CALU-3. Risultati dettagliati sullo studio di infezione virale possono essere letti nel documento.
doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Riferimento
Lin J, Tang C, Wei H, et al. Il monitoraggio genomico di SARS-COV-2 scopre una variante di delezione NSP1 che modula la risposta dell'interferone di tipo I [J]. Host cell e microbo, 2021.
Notizie e punti salienti Mira a condividere gli ultimi casi di successo con le tecnologie biomarker, catturando nuovi risultati scientifici e tecniche di spicco applicate durante lo studio.
Tempo post: gennaio-06-2022