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Les similitudes entre les coronaviruses et les gènes humains introduisent l'infection

Une étude neuve publiée sur le bioRxiv* de serveur de prétirage prouve en juin 2020 que la proportion d'A/T appareillant en génomes viraux peut augmenter la tendance d'infecter des êtres humains à cause des caractéristiques moléculaires assorties en quelques gènes d'hôte, ce augmente la susceptibilité de l'hôte au virus.

COVID-19 la manifestation qui a commencé à Wuhan, Chine, a maintenant écarté partout dans le monde, infectant plus de 10 millions de personnes et entraînant plus de 500.000 morts. La biologie et l'écart du virus ont été sous l'examen minutieux scientifique intensif depuis lors, vu le besoin urgent d'arrêter le bouturage du virus avec un vaccin efficace ou antiviral.

Apparier de Humain-Virus

Le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère appartient à la famille de coronavirus (CoV) qui est trouvée dans beaucoup d'espèces d'hôte. Le virus plus tôt (SARS) de syndrôme respiratoire aigu sévère a été étudié pour comprendre la route de l'écart et les réservoirs animaux potentiels pour de tels agents pathogènes.

D'ici début 2007, les scientifiques étaient venus à la vue que "bat" ont hébergé beaucoup de virus nouveaux capables des barrières interespèces de croisement pour infecter des êtres humains aussi bien, mais également beaucoup de virus ont étroitement lié aux Radars à ouverture synthétique-CoV. Ces virus ont été connus pour être hautement variables, qui ont représenté le risque plus grand qu'ils posent aux êtres humains et à d'autres animaux domestiques si comparés à d'autres virus

Le risque pour la boîte de vitesses zoonotique augmente le risque pour qu'une telle maladie apparaisse quand il y a des échanges fréquents de faune mondial. La supposition fondamentale est que si un virus est capable de reproduire dans des hôtes multiples, elle s'adapte dans un compromis entre apparier précis et fonctionnel de sorte qu'elle puisse adapter la large gamme de molécules d'ARNt dans différents hôtes. D'autre part, un hôte unique exigera les gènes viraux spécialisés.

Tableau de Venn représentant le nombre de gènes humains qui ont groupé avec les gènes viraux pour SARS-CoV-2 (NC_045512), radar à ouverture synthétique (NC_004718) et MERS (NC_038294) basé sur les caractéristiques moléculaires.B). Fréquences des maladies associées aux gènes humains groupés aux gènes viraux de SARS-CoV-2, de radar à ouverture synthétique et de MERS dans l
Tableau de Venn représentant le nombre de gènes humains qui ont groupé avec les gènes viraux pour SARS-CoV-2 (NC_045512), radar à ouverture synthétique (NC_004718) et MERS (NC_038294) basé sur les caractéristiques moléculaires. B). Fréquences des maladies associées aux gènes humains groupés aux gènes viraux de SARS-CoV-2, de radar à ouverture synthétique et de MERS dans l'analyse de groupement.

L'étude : Recensement d'apparier moléculaire de SARS-CoV-2-Human

L'étude actuelle par deux chercheurs à l'université des objectifs de Buenos Aires pour recenser ces configurations moléculaires virales et codons préférés, qui réfléchissent les machines de cellule hôte et sont, pour cette raison, la structure virale préférée de gène pour la viabilité de virus et la susceptibilité optimales d'être humain. Les scientifiques ont proposé que les paires de codon polarisent et des préférences de dinucléotide soient les facteurs primaires qui réfléchissent l'usage du codon de l'hôte, comme a été prouvé avec des études d'atténuation de virus par deoptimization de paires de codon.

Les scientifiques ont eu les objectifs jumeaux de découvrir la nature moléculaire et adaptative trois de l'être humain principal CoVs ainsi que pour découvrir les facteurs de cellule hôte qui ont sélecté pour des codons viraux. Deuxièmement, ils ont essayé de recenser ces gènes viraux qui sont essentiels pour la réplication et les gènes humains exigés pour le même procédé. Ceci aidera à décider si la variabilité de population dans les modèles satisfaits génétiques les caractéristiques et les aides de gène développent la susceptibilité d'hôte.

Les chercheurs ont examiné à environ 500 séquences de génome téléchargées de NCBI, y compris le radar à ouverture synthétique, le MERS, et le SARS-CoV-2, classifié par l'hôte. Employant seulement des génomes de référence, la qualité a été évaluée, et les virus représentatifs ont été sélectés pour l'analyse approfondie.

Les chercheurs alors ont sélecté 463 hautement gènes exprimés dans le tissu de poumon des hôtes humains, avec au moins la différence d'un-pli entre leur niveau d'expression ici et dans le tissu avec le prochain niveau élevé-exprimé.

Analyse de polarisation d'usage de codon

Ils ont exécuté l'analyse de polarisation d'usage (CUB) de codon utilisant toute la teneur en CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE du CDS ainsi que cela du premier, seconde, et les troisième positions de codon, a indiqué par P1, P2, et P3 respectivement. Ils ont également prévu les index de codon tels que l'usage synonyme relatif de codon (RSCU), le nombre efficace de codons (P.J.), l'index d'adaptation de codon (CAI), l'index oblique de codon (CBI), la fréquence optimale des codons (bellâtre), la moyenne générale Hydropathicity (SAUCE AU JUS), l'aromaticity (Aromo), et le Chromatographie-teneur aux premières, deuxièmes et troisième positions de codon (GC1, GC2, et GC3), à la fréquence d'un G ou de C à la troisième position de codon des codons synonymes (GC3s), à la moyenne de GC1 et de GC2 (GC12) et au choix de translation (TrS2).

Utilisant ces derniers, ils pouvaient évaluer le degré auquel les codons spécifiques étaient présents (polarisation de codon) pour différents gènes et pour hautement des gènes exprimés, la fréquence avec laquelle des codons particuliers ont été exprimés en gène, polarisation de codon pour différentes espèces, et rendement d'interaction de codon-anticodon. Ceci a permis la détermination de la rayure de paires de codon (CPS) dans des séquences programmées - « le logarithme naturel du rapport de observé au-dessus du nombre prévu de cas d'une paire particulière de codon dans toutes les séquences de protéine-codage d'une substance. »

En attendant, la paire de codon oblique a été employée pour trouver la CPS parmi les gènes de virus et d'hôte. En d'autres termes, le nombre de fois où par paires de codon est prévu se produire est une mesure du nombre de fois il se produirait sans n'importe quelle association entre les codons dans les paires. Une valeur positive et négative de CPS prouve qu'une paire particulière de codon est sur-- et sous-représentée dans la séquence d'intérêt.

Ainsi, la CPS a été prévue pour chacun de plus de 3.720 paires possibles de codons des codons (61 x 61). Les valeurs de P.J. ont été tracées contre les valeurs GC3 pour montrer comment les mutations de G + de C ont affecté la relation entre elles, contrairement à l'effet de la pression de choix. Des méthodes de groupement ont été employées pour recenser les groupes de gènes des similitudes dans l'usage de codon parmi des gènes d'être humain et de virus.

L'analyse de composant principal (PCA) a été exécutée pour trouver les facteurs les plus importants qui entraînent la variation parmi les gènes. En conclusion, ils ont effectué une analyse phylogénétique sur les séquences de génome d'ADN de tous les virus pour entraîner un arbre phylogénétique.

Basé sur le fait que le CoVs humain ont CUB adapter attentivement les protéines fortement exprimées dans le tissu infecté d'hôte, les chercheurs ont examiné des molécules de gène de SARS-CoV-2 et MERS ainsi que gènes humains. Ils ont trouvé cela au total, le moyen P.J. étaient assimilés parmi tous les gènes, viraux et humains, avec seulement un élément de différence entre l'hôte non-humain originel et le virus.

SARS-CoV-2 humain apparie l'analyse a également prouvé que le SARS-CoV-2 humain était différent de celui de "bat" et des pangolins dans la distribution de certains gènes spécifiques, dépendant en grande partie du teneur d'A/T dans P3.

La distribution des gènes viraux qui sont importants pour la forme physique virale, telle que la protéine de M et la protéine d'E, a partagé la tendance vers un A/T de biais et a montré une distribution différente de cela des virus non-humains. Le CUB était plus élevé pour ces gènes comparés à MERS humain et à radar à ouverture synthétique, bien que ceci contredise la théorie de compromis. Une explication alternative serait l'effet de la pression de choix que réplication virale de faveurs dans un hôte nouvel, ou par sauter récent du virus en travers des limites de substance.

Implications d'apparier les gènes Humain-Viraux

L'étude propose ainsi que la réplication virale chez l'homme soit plus facile avec le groupement de la protéine d'E avec les gènes humains qui montrent apparier moléculaire, qui facilite l'ensemble et l'immunomodulation de virion. Ceci est supporté par le CPB positif et une corrélation plus élevée de CPS pour la batterie de gènes protéine-humaine d'E.

Des configurations assimilées sont vues avec d'autres gènes comme ORF6 et ORF8. Un haut CPB est vu avec la protéine de N, ORF1ab, et la protéine de S. Les changements de la position GC3 mènent aux remplacements et, consécutivement, à l'optimisation synonymes des codons en cellules humaines, utilisant les machines de cellule hôte pour traduire seulement ces gènes qui apparient la condition virale au niveau moléculaire.

D'ailleurs, ceci pourrait mener à un downregulation des gènes humains dans le tissu de poumon, comme a été rapporté pour résulter de l'expression imbalanced ou incorrectement modifiée d'ARNt. Ceci, consécutivement, entraîne la synthèse excessive ou de protéine anormale, produisant la maladie. Ceci pourrait également expliquer quelques effets de viral infection qui ne sont pas à cause des blessures virales directes.

L'étude conclut : « Dans nos études, nous avons fourni une liste de gènes humains qui pourraient être particulièrement affectés par suite de leurs similitudes moléculaires avec les gènes viraux, appartenant non seulement à SARS-CoV-2 mais également à radar à ouverture synthétique et à MERS. La panne de ces gènes a été associée à différentes pathologies humaines et est dans l'augmentation continue. »

Ceci pourrait aider à développer des mesures préventives neuves ainsi qu'à comprendre de comment les gènes humains affectent la probabilité et les effets de COVID-19.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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