Respektívne genómy
Monitorovanie genomiky SARS-COV-2 odhaľuje variant delécie NSP1, ktorý moduluje interferónovú odpoveď typu I
Nanopore Illumina Celý genóm resecvencia | Metagenomika RNA-seq | Šikanovaný
Biomarker Technologies poskytovali technickú podporu sekvenovania vzoriek v tejto štúdii.
Vrcholy
1.SARS-COV-2 Genóm sekvenovanie a fylognetická analýza identifikujte 35 opakujúcich sa mutácií vrátane 31 SNP a 4 indelov.
2. asociácia s 117 klinickými fenotypmi odhaľuje potenciálne
dôležité mutácie.
∆500-532 v kódovacej oblasti NSP1 koreluje s nižším vírusom
3. Zaťaženie a sérum IFN-β.
4.Virálne izoláty s mutáciou ∆500-532 indukujú nižšie IFN-I
reakcia v infikovaných bunkách.
Experimentálny dizajn
Úspechy
1. Covid-19 Epidemiologický a genomický dohľad
Klinické údaje sa zbierali v provincii Sichuan v Číne počas obdobia prepuknutia od 22. januára 2020 do 20. februára 2020. Celkom 538 prípadov Covid-19 bolo potvrdených testmi QPCR v Sichuane, z ktorých 28,8% bolo z provincie kapitál. Potvrdené prípady v Sichuane sa exponenciálne zvýšili a dosiahli vrchol 30. januára. Údaje tiež podporovali, že sociálne dištancie môže byť kľúčovým faktorom pri prevencii šírenia vírusov.
Obrázok 1. Epidemiologická štúdia Covid-19 v provincii Sichuan v Číne
2. Konštrukcia a identifikácia genómu SARS-Cov-2
Pri multiplexnej amplifikácii PCR, po ktorej nasledovalo sekvenovanie nanopórov, sa vytvorilo celkovo 310 genómov takmer alebo čiastočného komplexu od 248 pacientov s približne. 80% genómov pokrytých 10 čítaniami (priemerná hĺbka: 0,39 m číta na vzorku).
Obrázok 2. Frekvencia každého variantov v kohorte Sichuan
Celkom 104 SNP a 18 indelov bolo identifikovaných z genómov SARS-2, v ktorých bolo ako recidivujúce genetické varianty identifikovaných 31 SNP a 4 indely. Porovnaním so 169 vzorkami z Wuhanu a 81 391 vysokokvalitných sekvencií genómu Publich v GISAID, 29 z 35 variantov nájdených na iných kontinentoch. Najmä štyri varianty vrátane ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 a T13243C sa zistili, že sú prítomné iba v Sichuan a Wuhan a neprítomní v údajoch GISAID, čo naznačuje, že tieto varianty boli veľmi pravdepodobné Cestovné záznamy pacientov.
Evolučná analýza s metódou maximálnej pravdepodobnosti (ML) a bayesiánskymi molekulárnymi hodinovými prístupmi sa spracovala na 88 nových vírusových SFROM SCHUAN a 250 kurátorských genómoch z iných oblastí. Genómy s ∆500-532 (delécie v oblasti kódujúcej NSP1) sa našli riedko distribuované v fylogenetickom strome. Analýza haplotypov na variantoch NSP1 ich identifikovala 5 z viacerých miest. Tieto výsledky naznačujú, že ∆500-532 sa vyskytol vo viacerých mestách a mohol sa importovať viackrát z Wuhanu.
Obrázok 2. Opakujúce sa genetické varianty a fylogenetická analýza v genómoch SARS-2
3. Asociácia opakujúcich sa genetických variantov s klinickými dôsledkami
117 klinických fenotypov bolo spojených so závažnosťou Covid-19, kde 19 fenotypov súvisiacich s závažnosťou bolo klasifikovaných do závažných a nesevere znakov. Vzťah medzi týmito vlastnosťami a 35 opakujúcimi sa genetickými variantmi sa vizualizoval v Bi-Cluster Heatmap. Analýza obohatenia podobnej GSEA ukázala, že 500-532 negatívne koreluje s ESR, sérom IFN-P a CD8+ CD8+ T buniek v krvi. Testy QPCR navyše ukázali, že pacienti infikovaní vírusom, ktorý obsahuje ∆500-532, mali najvyššiu hodnotu CT, tj najnižšiu vírusovú záťaž.
Obrázok 3. Asociácie 35 opakujúcich sa genetických variantov s klinickými fenotypmi
4. Validácia na klinické fenotypy spojené s vírusmi
Aby sa pochopili vplyvy ∆500-532 na funkcie NSP1, bunky HEK239T boli transfekované plazmidmi exprimujúcimi plné dĺžky, WT NSP1 a mutantné formy s deléciami. Profily transkriptómov každého ošetreného buniek HEK239T sa spracovali na analýzu PCA, čo ukazuje, že delečné mutanty sa zhlukujú relatívne bližšie a významne sa líšili od WT NSP1. Gény, ktoré boli významne upregulované v mutantoch, boli obohatené hlavne v „peptidovom biosyntetickom/metabolickom procese“, „biogenéza komplexu ribonukleoproteínu“, „zacielenie na proteín na membránu/ER“ atď.
Obrázok 4. Transcriptoma analýza buniek HEK239T transfekovaných pomocou WT NSP1 a s deléciami
Vplyvy delécií na reakciu IFN-1 boli tiež testované v nadmernej exprimovanej štúdii. Ukázalo sa, že všetky testované delécie znižujú IFN-1 repsonse v transfekovaných bunkách HEK239T a A549 na úrovni transkriptómu aj na úrovni proteínu. Je zaujímavé, že významne down-regulované gény v deléciách boli obohatené o „obrannú reakciu na vírus“, „replikáciu vírusového genómu“, „regulácia transkripcie pomocou RNA polymerázy II“ a „odpoveď na interferón typu I“.
Obrázok 5. Regulácia interferónových signálnych dráh v mutante ∆500-532
V tejto štúdii bol vplyv týchto delécií na vírus ďalej potvrdený štúdiami vírusovej infekcie. Vírusy s určitými mutantmi boli izolované z klinických vzoriek a infikované do buniek CalU-3. V článku je možné prečítať podrobné výsledky štúdie vírusovej infekcie.
Doi:10.1016/j.chom.2021.01.015
Referencia
Lin J, Tang C, Wei H, a kol. Genomické monitorovanie SARS-COV-2 odhaľuje variant delécie NSP1, ktorý moduluje interferónovú odpoveď typu I [J]. Cell Host & Microbe, 2021.
Novinky a najdôležitejšie Cieľom je zdieľať najnovšie úspešné prípady s Biomarker Technologies, zachytiť nové vedecké úspechy, ako aj prominentné techniky použité počas štúdie.
Čas príspevku: Jan-06-2022