RESÉQUENAGE DU GÉNOME ENTIER
La surveillance génomique du SRAS-CoV-2 révèle une variante de suppression Nsp1 qui module la réponse à l'interféron de type I
Nanopore |Illumine |Reséquençage du génome entier |métagénomique |ARN-Seq |Sanglier
Biomarker Technologies a fourni une assistance technique sur le séquençage des échantillons dans cette étude.
Points forts
1.Le séquençage du génome du SRAS-CoV-2 et l’analyse phylognetique identifient 35 mutations récurrentes dont 31 SNP et 4 Indels.
2.L'association avec 117 phénotypes cliniques révèle potentiellement
mutations importantes.
∆500-532 dans la région codante Nsp1 est en corrélation avec une charge virale inférieure
3.charge et sérum IFN-β.
4. Les isolats viraux présentant une mutation ∆500-532 induisent une baisse de l'IFN-I
réponse dans les cellules infectées.
Conception expérimentale
Réalisations
1. Surveillance épidémiologique et génomique du COVID-19
Des données cliniques ont été collectées dans la province du Sichuan, en Chine, pendant la période épidémique du 22 janvier 2020 au 20 février 2020. Au total, 538 cas de COVID-19 ont été confirmés par des tests qPCR au Sichuan, dont 28,8 % provenaient de la province. capital.Les cas confirmés dans le Sichuan ont augmenté de façon exponentielle, atteignant un pic le 30 janvier.En outre, les données confirment que la distance sociale peut être un facteur clé dans la prévention de la propagation du virus.
Figure 1. Étude épidémiologique du COVID-19 dans la province du Sichuan, Chine
2. Construction du génome du SRAS-CoV-2 et identification des variantes
Avec l'amplification PCR multiplex suivie du séquençage des nanopores, un total de 310 génomes presque ou partiellement complets provenant de 248 patients ont été générés avec env.80% des génomes couverts par 10 lectures (Profondeur moyenne : 0,39 M lectures par échantillon).
Figure 2. Fréquence de chaque variante dans la cohorte du Sichuan
Un total de 104 SNP et 18 Indels ont été identifiés dans les génomes du SRAS-CoV-2, dans lesquels 31 SNP et 4 Indels ont été identifiés comme variantes génétiques récurrentes.En les comparant avec 169 échantillons de Wuhan et avec 81 391 séquences génomiques publiques de haute qualité dans GISAID, 29 des 35 variantes trouvées se sont présentées dans d’autres continents.Notamment, quatre variantes, dont ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 et T13243C, n'ont été trouvées qu'au Sichuan et à Wuhan et étaient absentes des données GISAID, ce qui indique que ces variantes étaient très susceptibles d'être importées de Wuhan, qui répondent aux exigences du GISAID. dossiers de voyage des patients.
L'analyse évolutive avec la méthode du maximum de vraisemblance (ML) et les approches d'horloge moléculaire bayésienne a été traitée sur 88 nouveaux virus du Sichuan et 250 génomes sélectionnés d'autres régions.Des génomes avec ∆500-532 (délétions dans la région codante pour Nsp1) ont été trouvés distribués de manière clairsemée dans l'arbre phylogénétique.L'analyse des haplotypes sur les variantes Nsp1 a identifié 5 d'entre elles provenant de plusieurs villes.Ces résultats suggèrent que le ∆500-532 s'est produit dans plusieurs villes et pourrait être importé plusieurs fois depuis Wuhan.
Figure 2. Variantes génétiques récurrentes et analyse phylogénétique dans les génomes du SRAS-CoV-2
3. Association de variantes génétiques récurrentes avec des implications cliniques
117 phénotypes cliniques ont été associés à la gravité du COVID-19, 19 phénotypes liés à la gravité ayant été classés en traits graves et non graves.La relation entre ces traits et 35 variantes génétiques récurrentes a été visualisée dans une carte thermique bi-cluster.Une analyse d'enrichissement classée de type GSEA a montré que ∆500-532 est négativement corrélé à l'ESR, à l'IFN-β sérique et au nombre de lymphocytes T CD3+CD8+ dans le sang.De plus, les tests qPCR ont montré que les patients infectés par un virus hébergeant ∆500-532 avaient la valeur Ct la plus élevée, c'est-à-dire la charge virale la plus faible.
Figure 3. Associations de 35 variantes génétiques récurrentes avec des phénotypes cliniques
4. Validation des phénotypes cliniques associés aux mutations virales
Afin de comprendre les effets de ∆500-532 sur les fonctions de Nsp1, les cellules HEK239T ont été transfectées avec des plasmides exprimant les formes complètes, WT Nsp1 et mutantes avec délétions.Les profils de transcriptome de chaque cellule HEK239T traitée ont été traités pour l'analyse PCA, montrant que les mutants par délétion se regroupaient relativement plus près et étaient significativement différents de WT Nsp1.Les gènes qui étaient significativement régulés positivement chez les mutants étaient principalement enrichis en « processus biosynthétique/métabolique peptidique », « biogenèse du complexe ribonucléoprotéique », « ciblage des protéines vers la membrane/RE », etc. De plus, deux délétions ont montré un modèle d'expression distinct de WT.
Figure 4. Analyse du transcriptome sur cellules HEK239T transfectées par WT Nsp1 et celles avec délétions
Les effets des délétions sur la réponse à l'IFN-1 ont également été testés dans une étude surexprimée.Il a été démontré que toutes les délétions testées réduisaient la réponse à l'IFN-1 dans les cellules HEK239T et A549 transfectées, à la fois au niveau du transcriptome et au niveau des protéines.Il est intéressant de noter que les gènes significativement régulés négativement dans les délétions étaient enrichis en « réponse de défense au virus », « réplication du génome viral », « régulation de la transcription par l’ARN polymérase II » et « réponse à l’interféron de type I ».
Figure 5. Régulation négative des voies de signalisation de l'interféron chez le mutant ∆500-532
Dans cette étude, l’impact de ces délétions sur le virus a été confirmé par des études sur les infections virales.Les virus comportant certains mutants ont été isolés à partir d’échantillons cliniques et infectés par des cellules Calu-3.Les résultats détaillés de l’étude sur les infections virales peuvent être lus dans le document.
est ce que je:10.1016/j.chom.2021.01.015
Référence
Lin J, Tang C, Wei H et al.La surveillance génomique du SRAS-CoV-2 révèle une variante de délétion Nsp1 qui module la réponse à l'interféron de type I[J].Hôte cellulaire et microbe, 2021.
Actualités et faits saillants vise à partager les derniers cas réussis avec Biomarker Technologies, en capturant de nouvelles réalisations scientifiques ainsi que des techniques importantes appliquées au cours de l'étude.
Heure de publication : 06 janvier 2022