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Mutazione di D614G in proteina della punta SARS-CoV-2

La mutazione di D614G è caratterizzata da un acido aspartico allo spostamento della glicina alla posizione 614 dell'amminoacido di una proteina. Gli studi hanno indicato che una mutazione di D614G nella proteina della punta del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo la rende più contagiosa ed ereditaria.

Mutazione di D614GCredito di immagine: CROCOTHERY/Shutterstock.com

Che cosa è mutazione di D614G?

Una mutazione genetica è caratterizzata da un cambiamento permanente in una sequenza del DNA che può accadere dovuto i fattori ambientali (radiazione UV), o dovuto un errore durante il trattamento del replicazione del dna. Le mutazioni genetiche possono essere di molti tipi, compreso di senso sbagliato, assurdità, l'inserzione, l'eliminazione, la duplicazione, l'alterazione dello schema di lettura e le mutazioni di espansione di ripetizione.

La mutazione di D614G è una mutazione di senso sbagliato in cui un'alterazione in una singola coppia di basi del DNA causa la sostituzione di acido aspartico (codice della unico lettera: D) con glicina (codice della unico lettera: G) nella proteina codificata dal gene mutato.

I codoni del RNA che codificano per acido aspartico e la glicina è progettata come GAU/GAC e GGU/GGC, rispettivamente. Quindi, una singola mutazione nel codone del RNA che causa lo spostamento di G - di A può piombo ad acido aspartico alla variazione della glicina nella sequenza del peptide della proteina bersaglio.

La glicina è un amminoacido non polare con un singolo atomo di idrogeno come sua catena laterale; considerando che, l'acido aspartico è un amminoacido polare con una catena laterale acida. Dato la differenza sostanziale fra la natura di base di questi amminoacidi, la mutazione di D614G si pensa che abbia implicazioni biologiche significative.

Che cosa sono le implicazioni della mutazione di D614G nella proteina della punta di SARS-CoV-2?

I virus possono subire generalmente le frequenti mutazioni genetiche a causa di parecchi fattori, quali la selezione naturale e le derive genetiche casuali. Poiché questi fattori possono lavorare in sequenza, è spesso molto difficile da identificare quando una mutazione virale diventa più prevalente.

Nel caso di un coronavirus novello, la mutazione di D614G nella proteina virale della punta si è presentata nella fase iniziale del pandemico, emergendo alla fine di gennaio all'inizio del febbraio 2020 ed i virus che contengono il residuo della glicina alla posizione 614 si sono trasformati nel modulo dominante del virus globalmente, sostituente lo sforzo iniziale identificato in Cina, da ora a giugno 2020.

Per identificare le cause responsabili dell'emergenza rapida di G614 che contiene il coronavirus, gli scienziati hanno riflesso estesamente tutti i dati di sequenziamento del genoma di coronavirus che sono disponibili globalmente all'iniziativa globale per la divisione di tutto il database di dati di influenza (GISAID).

Facendo uso dei metodi bioinformatic adatti, gli scienziati hanno trovato che la mutazione di G614G nella proteina virale della punta è una mutazione frequentemente d'avvenimento attraverso molte posizioni geografiche. Come virus pseudotyped, le varianti G614 hanno titoli contagiosi considerevolmente più alti che le varianti D614. Ciò indica che la mutazione della punta D614G rende il coronavirus novello più contagioso e che il virus può essere trasmesso più facilmente e rapido da personale.    

Inoltre, gli scienziati hanno indicato che la gente infettata con la variante G614 ha più alto caricamento virale del RNA nelle vie respiratorie superiori che quelli infettati con la variante D614. Tuttavia, la mutazione di D614G non è associata con la severità aumentata di malattia.

Poiché la mutazione di D614G è situata nell'interfaccia fra i protomers vicini della proteina della punta, può modulare l'interazione del protomer-protomer interrompendo fra-protomer la formazione del legame idrogeno.   

Interessante, uno studio intrapreso sugli pseudoviruses che contengono D614 o G614 ha sostenuto che G614 che contengono i virus sono più suscettibili di neutralizzazione siero-mediata convalescente. Ciò che trova indica che la mutazione di D614G non facilita le risposte immunitarie d'evasione ospite del virus.   

Proteina della punta sul virus SARS-CoV-2Credito di immagine: MattLphotography/Shutterstock.com

La mutazione della punta D614G è associata con il più alta mortalità?

Sebbene non ci sia prova che indica che la mutazione di D614G è associata con la severità aumentata COVID-19, uno studio facendo uso di un albero filogenetico di più di 4000 genoma di coronavirus ha sostenuto che i virus che contengono la mutazione di D614G sono più virulenti e così, è associato con il più alta mortalità in relazione con la malattia.

Lo studio ha speculato che il più alta patogenicità virale può essere dovuto i cambiamenti conformazionali mutazione-mediati nella proteina della punta, che facilitano l'esposizione del sito polybasico di fenditura alle proteasi cellulari.

Ha potuto la mutazione di D614G urtare lo sviluppo del vaccino?

La proteina della punta ottiene molta attenzione dal sistema immunitario ospite mentre è situata sulla superficie esterna del virus (proteina esterna). Quindi, la mutazione della punta D614G si pensa che svolga un ruolo principale nella modulazione della capacità virale di sfuggire dalle alle risposte immunitarie indotte da vaccino.

Tuttavia, c'è prova che suggerisce che la possibilità della mutazione di D614G che pregiudica l'efficacia vaccino sia molto bassa. Poiché la mutazione non è nel dominio dell'ricevitore-associazione della proteina della punta, è meno probabile pregiudicare la capacità del dominio di indurre le risposte immunitarie ospite, che è creduto per essere un presupposto per neutralizzazione anticorpo-mediata del virus.

Inoltre, una grande parte di vaccini in corso è sviluppata contro il dominio dell'ricevitore-associazione e così, la mutazione di D614G non è supposta per avere alcun effetto su efficacia vaccino.

Un'altra osservazione importante è che i sieri convalescenti infettati con D614 che contiene i virus sono stati trovati per neutralizzare i virus che contengono G614 e vice versa. Ciò indica che la mutazione di D614G non altera le risposte immunitarie anticorpo-mediate.  

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Last Updated: Mar 15, 2021

Dr. Sanchari Sinha Dutta

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Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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