ՈՂՋ ԳԵՆՈՄԻ ՊԱՀԱՆՋՈՒՄ
SARS-CoV-2-ի գենոմիկայի մոնիտորինգը բացահայտում է Nsp1 ջնջման տարբերակ, որը մոդուլավորում է I տիպի ինտերֆերոնի արձագանքը
Նանոպոր |Illumina |Ամբողջ գենոմի հաջորդականացում |մետագենոմիկա |RNA-Seq |Սանգեր
Այս հետազոտության ընթացքում Biomarker Technologies-ը տեխնիկական աջակցություն է տրամադրել նմուշների հաջորդականության վերաբերյալ:
Առանձնահատկություններ
1.SARS-CoV-2 գենոմի հաջորդականությունը և ֆիլոգնետիկ վերլուծությունը բացահայտում են 35 կրկնվող մուտացիաներ, այդ թվում՝ 31 SNP և 4 Indels:
2. 117 կլինիկական ֆենոտիպերի հետ կապը բացահայտում է պոտենցիալ
կարևոր մուտացիաներ.
∆500-532 Nsp1 կոդավորման շրջանում փոխկապակցված է ավելի ցածր վիրուսի հետ
3.բեռնվածություն և շիճուկ IFN-β.
4.Δ500-532 մուտացիայով վիրուսային մեկուսացումները առաջացնում են ցածր IFN-I
արձագանքը վարակված բջիջներում.
Փորձարարական դիզայն
Ձեռքբերումներ
1. COVID-19-ի համաճարակաբանական և գենոմային հսկողություն
Կլինիկական տվյալները հավաքագրվել են Չինաստանի Սիչուան նահանգում բռնկման ժամանակաշրջանում 2020 թվականի հունվարի 22-ից մինչև 2020 թվականի փետրվարի 20-ը: Ընդհանուր առմամբ 538 COVID-19 դեպք հաստատվել է qPCR թեստերով Սիչուանում, որոնց 28,8%-ը եղել է նահանգից: կապիտալ։Հաստատված դեպքերը Սիչուանում աճել են երկրաչափական ծավալով՝ հասնելով գագաթնակետին հունվարի 30-ին:Նաև տվյալները հաստատում են, որ սոցիալական հեռավորությունը կարող է հիմնական գործոն լինել վիրուսի տարածումը կանխելու համար:
Նկար 1. COVID-19-ի համաճարակաբանական ուսումնասիրություն Չինաստանի Սիչուան նահանգում
2. SARS-CoV-2 գենոմի կառուցում և տարբերակների նույնականացում
Մուլտիպլեքս ՊՇՌ ամպլիֆիկացմամբ, որին հաջորդում է նանոպորների հաջորդականությունը, ընդհանուր առմամբ 248 հիվանդից 310 մոտ կամ մասնակի ամբողջական գենոմ է ստեղծվել մոտ.Գենոմների 80%-ը ծածկված է 10 ընթերցմամբ (միջին խորությունը՝ 0,39 Մ ընթերցում մեկ նմուշի համար):
Նկար 2. Յուրաքանչյուր տարբերակի հաճախականությունը Սիչուան կոհորտում
Ընդհանուր առմամբ 104 SNP և 18 Indels հայտնաբերվել են SARS-CoV-2 գենոմներից, որոնցում 31 SNP և 4 Indels հայտնաբերվել են որպես կրկնվող գենետիկական տարբերակներ:Համեմատելով դրանք Ուհանից 169 նմուշների և GISAID-ում 81391 բարձրորակ հանրային գենոմի հաջորդականությունների հետ՝ հայտնաբերված 35 տարբերակներից 29-ը ներկայացված են այլ մայրցամաքներում:Հատկանշական է, որ չորս տարբերակներ, ներառյալ ∆500-532, ACC18108AT, ∆729-737 և T13243C, հայտնաբերվել են միայն Սիչուանում և Ուհանում և բացակայում են GISAID-ի տվյալների մեջ, ինչը ցույց է տալիս, որ այս տարբերակները շատ հավանական է, որ ստեղծվեն Ուհանից, որոնք համապատասխանում են պահանջներին: հիվանդների ճանապարհորդական գրառումները.
Էվոլյուցիոն վերլուծությունը առավելագույն հավանականության (ML) մեթոդով և Բայեսյան մոլեկուլային ժամացույցի մոտեցումներով մշակվել է Սիչուանի 88 նոր վիրուսի և այլ շրջանների 250 ընտրված գենոմների վրա:∆500-532-ով գենոմներ (Ջնջումներ Nsp1 կոդավորման շրջանում) հայտնաբերվել են սակավ բաշխված ֆիլոգենետիկ ծառի վրա:Հապլոտիպային վերլուծությունը Nsp1 տարբերակների վրա հայտնաբերել է նրանցից 5-ը մի քանի քաղաքներից:Այս արդյունքները ցույց տվեցին, որ ∆500-532-ը տեղի է ունեցել բազմաթիվ քաղաքներում և կարող է մի քանի անգամ ներմուծվել Ուհանից:
Նկար 2. Կրկնվող գենետիկական տարբերակներ և ֆիլոգենետիկ վերլուծություն SARS-CoV-2 գենոմներում
3. Կրկնվող գենետիկ տարբերակների ասոցիացիա կլինիկական հետևանքներով
117 կլինիկական ֆենոտիպ կապված է COVID-19-ի ծանրության հետ, որտեղ ծանրության հետ կապված 19 ֆենոտիպ դասակարգվել են ծանր և ոչ ծանր գծերի:Այս հատկությունների և 35 կրկնվող գենետիկական տարբերակների միջև կապը տեսանելի է երկկլաստերի ջերմային քարտեզում:GSEA-ի նման վարկանիշային հարստացման վերլուծությունը ցույց է տվել, որ ∆500-532-ը բացասաբար կապված է արյան մեջ ESR-ի, շիճուկի IFN-β-ի և CD3+CD8+ T բջիջների քանակի հետ:Ավելին, qPCR թեստերը ցույց են տվել, որ ∆500-532 կրող վիրուսով վարակված հիվանդներն ունեցել են ամենաբարձր Ct արժեքը, այսինքն՝ ամենացածր վիրուսային բեռը:
Նկար 3. 35 կրկնվող գենետիկ տարբերակների ասոցիացիաներ կլինիկական ֆենոտիպերի հետ
4. Վավերացում վիրուսային մուտացիաների հետ կապված կլինիկական ֆենոտիպերի վրա
Nsp1 ֆունկցիաների վրա ∆500-532-ի ազդեցությունը հասկանալու համար HEK239T բջիջները տրանսֆեկցվել են պլազմիդներով, որոնք արտահայտում են ամբողջ երկարությունը, WT Nsp1 և մուտանտ ձևերը՝ ջնջումներով:Յուրաքանչյուր մշակված HEK239T բջիջների տրանսկրիպտոմային պրոֆիլները մշակվել են PCA վերլուծության համար՝ ցույց տալով, որ ջնջման մուտանտները համեմատաբար ավելի մոտ են հավաքվել և զգալիորեն տարբերվում են WT Nsp1-ից:Այն գեները, որոնք զգալիորեն կարգավորվել են մուտանտների մոտ, հիմնականում հարստացել են «պեպտիդային կենսասինթետիկ/նյութափոխանակության գործընթացով», «ռիբոնուկլեոպրոտեինային համալիրի կենսագենեզով», «սպիտակուցի թիրախավորում դեպի թաղանթ/ԷՌ» և այլն: Ավելին, երկու ջնջում ցույց է տվել WT-ից հստակ էքսպրեսիայի օրինաչափություն:
Նկար 4. Տրանսկրիպտոմային վերլուծություն HEK239T բջիջների վրա, որոնք փոխակերպվել են WT Nsp1-ով և ջնջումներով
Ջնջումների ազդեցությունը IFN-1 պատասխանի վրա փորձարկվել է նաև գերարտահայտված ուսումնասիրության մեջ:Բոլոր փորձարկված ջնջումները ցույց են տվել, որ նվազեցնում են IFN-1 ռեպսոնսը տրանսֆեկցիոն HEK239T և A549 բջիջներում ինչպես տրանսկրիպտոմի, այնպես էլ սպիտակուցի մակարդակով:Հետաքրքիր է, որ ջնջումների մեջ զգալիորեն ցածրակարգավորված գեները հարստացել են «պաշտպանական պատասխան վիրուսին», «վիրուսային գենոմի վերարտադրությունը», «ՌՆԹ պոլիմերազ II-ով տրանսկրիպցիայի կարգավորումը» և «I տիպի ինտերֆերոնին արձագանքելը»:
Նկար 5. Ինտերֆերոնի ազդանշանային ուղիների ներքև կարգավորում ∆500-532 մուտանտում
Այս ուսումնասիրության մեջ այս ջնջումների ազդեցությունը վիրուսի վրա հետագայում հաստատվել է վիրուսային վարակի ուսումնասիրություններով:Որոշ մուտանտներով վիրուսներ մեկուսացվել են կլինիկական նմուշներից և վարակվել Calu-3 բջիջներով:Վիրուսային վարակի ուսումնասիրության մանրամասն արդյունքները կարելի է կարդալ թերթում:
doi:10.1016/ժ.չոմ.2021.01.015թ
Հղում
Lin J, Tang C, Wei H, et al.SARS-CoV-2-ի գենոմային մոնիտորինգը բացահայտում է Nsp1 ջնջման տարբերակ, որը մոդուլավորում է I տիպի ինտերֆերոնի արձագանքը[J]:Բջջային հյուրընկալող և մանրէ, 2021 թ.
Նորություններ և կարևոր իրադարձություններ նպատակն է կիսել վերջին հաջողված դեպքերը Biomarker Technologies-ի հետ՝ ֆիքսելով նոր գիտական ձեռքբերումները, ինչպես նաև ուսումնասիրության ընթացքում կիրառվող նշանավոր տեխնիկան:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հունվար-06-2022