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Le similarità fra i coronaviruses ed i geni umani promuovono l'infezione

Un nuovo studio pubblicato sul bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare nel giugno 2020 indica che la proporzione di A/T che accoppia in genoma virali può aumentare la tendenza ad infettare gli esseri umani a causa delle funzionalità molecolari di corrispondenza in alcuni geni ospite, quel aumenta la predisposizione del host al virus.

COVID-19 lo scoppio che ha cominciato a Wuhan, Cina, ora si è sparso dappertutto, infettando oltre 10 milione di persone e causando oltre 500.000 morti. La biologia e la diffusione del virus sono state nell'ambito dell'esame accurato scientifico intensivo da allora, dato il bisogno urgente di arrestare la propagazione del virus con un efficace vaccino o antivirale.

Corrispondenza del Umano-Virus

Il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo appartiene alla famiglia di coronavirus (CoV) che è trovata in molte specie ospite. Il virus più in anticipo (SARS) di sindrome respiratorio acuto severo è stato studiato per capire l'itinerario della diffusione ed i bacini idrici animali potenziali per tali agenti patogeni.

Da ora all'inizio del 2007, gli scienziati erano venuto alla visualizzazione che i pipistrelli harbored molti virus novelli capaci delle barriere di specie dell'incrocio per infettare gli esseri umani pure, ma anche a molti virus strettamente connessi ai SAR-CoV. Questi virus sono stati conosciuti per essere altamente variabili, che hanno rappresentato il maggior rischio che comportano agli esseri umani e ad altri animali domestici una volta confrontati ad altri virus

Il rischio per la trasmissione zoonotica aumenta il rischio affinchè tale malattia emerga quando c'è frequente commercio di fauna selvatica globalmente. Il presupposto di fondo è che se un virus è capace di replica in host multipli, si adatta in un rapporto tra la corrispondenza precisa e funzionale in moda da poterlo misura la vasta gamma delle molecole del tRNA in host differenti. D'altra parte, un singolo host richiederà i geni virali specializzati.

Diagramma di Eulero-Venn che rappresenta il numero dei geni umani che hanno ragruppato insieme ai geni virali per SARS-CoV-2 (NC_045512), il SAR (NC_004718) e MERS (NC_038294) basato sulle funzionalità molecolari.B). Frequenze di malattie associate ai geni umani raggruppati con i geni virali di SARS-CoV-2, del SAR e di MERS nell
Diagramma di Eulero-Venn che rappresenta il numero dei geni umani che hanno ragruppato insieme ai geni virali per SARS-CoV-2 (NC_045512), il SAR (NC_004718) e MERS (NC_038294) basato sulle funzionalità molecolari. B). Frequenze di malattie associate ai geni umani raggruppati con i geni virali di SARS-CoV-2, del SAR e di MERS nell'analisi per gruppi.

Lo studio: Identificazione della corrispondenza molecolare di SARS-CoV-2-Human

Lo studio corrente da due ricercatori all'università di obiettivi di Buenos Aires per identificare quei reticoli molecolari virali e codoni preferiti, che riflettono il macchinario della cellula ospite e sono, quindi, la struttura virale preferita del gene per attuabilità ottimale del virus e predisposizione umana. Gli scienziati hanno suggerito che le paia di codone influenzassero e preferenze del dinucleotide è i fattori primari che riflettono l'uso del codone di ospite, come è stato provato con gli studi di attenuazione del virus dal deoptimization di paia di codone.

Gli scienziati hanno avuti gli obiettivi gemellati di scoprire la natura molecolare ed adattabile tre dell'essere umano principale CoVs come pure scoprire i fattori della cellula ospite che hanno selezionato per i codoni virali. Secondariamente, hanno provato ad identificare quei geni virali che sono essenziali per la replica ed i geni umani richiesti per lo stessi trattamento. Ciò contribuirà a decidere se variabilità della popolazione in modelli di contenuto che genetici il gene caratterizza e le guide sviluppano la predisposizione ospite.

I ricercatori hanno esaminato circa 500 sequenze del genoma scaricate da NCBI, compreso il SAR, MERS e SARS-CoV-2, classificato dal host. Usando soltanto i genoma di riferimento, la qualità è stata valutata ed i virus rappresentativi sono stati selezionati per ulteriore analisi.

I ricercatori poi hanno selezionato 463 geni altamente espressi nel tessuto polmonare dei host umani, con almeno la differenza del un-popolare fra il loro livello di espressione qui e nel tessuto con il livello alto-espresso seguente.

Analisi di tendenziosità di uso di codone

Hanno eseguito l'analisi di tendenziosità di uso (CUB) di codone facendo uso del contenuto totale di GASCROMATOGRAFIA dei CD come pure quello del primo, secondo e terze posizioni di codone, ha denotato da P1, da P2 e da P3 rispettivamente. Egualmente hanno calcolato gli indici analitici di codone quali uso sinonimo relativo di codone (RSCU), l'efficace numero dei codoni (all.), l'indice analitico di adattamento di codone (CAI), l'indice analitico diagonale di codone (CBI), la frequenza ottimale dei codoni (damerino), la media generale Hydropathicity (SUGO), il aromaticity (Aromo) e il Gascromatografia-contenuto alle prime, seconde e terze posizioni di codone (GC1, GC2 e GC3), alla frequenza di un G o della C alla terza posizione di codone dei codoni sinonimi (GC3s), alla media di GC1 e di GC2 (GC12) ed alla selezione di traduzione (TrS2).

Facendo uso di questi, potevano valutare il grado a cui i codoni specifici erano presenti (tendenziosità di codone) per i diversi geni e per i geni altamente espressi, la frequenza con cui i codoni particolari sono stati espressi in un gene, nella tendenziosità di codone per le specie differenti e nel risparmio di temi di interazione dell'codone-anticodone. Ciò ha permesso la determinazione del punteggio di paia di codone (CPS) nelle sequenze codificante - “il logaritmo naturale del rapporto del osservato sopra il numero previsto degli avvenimenti di un paio particolare di codone in tutte le sequenze di proteina-codifica dell'le specie.„

Nel frattempo, il paio di codone diagonale è stato usato per trovare i caratteri per secondo fra i geni ospite e del virus. Cioè il numero di volte che un le paia di codone è preveduto di accadere è una misura del numero di volte si presenterebbe senza alcun'associazione fra i codoni nelle paia. Un valore positivo e negativo di caratteri per secondo indica che un paio particolare di codone è sovra- e sottorappresentato nella sequenza di interesse.

Quindi, i caratteri per secondo sono stati calcolati per ciascuno del oltre 3.720 paia possibili dei codoni di codoni (61 x 61). I valori di all. sono stati tracciati contro i valori GC3 per mostrare come le mutazioni di C + di G hanno pregiudicato la relazione loro, contrariamente all'effetto di pressione di selezione. I metodi di raggruppamento sono stati usati per identificare i gruppi di geni dalle similarità nell'uso di codone fra i geni del virus e dell'essere umano.

L'analisi delle componenti principali (PCA) è stata eseguita per trovare i fattori più prominenti che causano la variazione fra i geni. Per concludere, hanno effettuato un'analisi filogenetica sulle sequenze del genoma del DNA di tutti i virus per ritirare un albero filogenetico.

Sulla base del fatto che l'essere umano CoVs ha CUCCIOLO molto attentamente misura le proteine altamente espresse nel tessuto infettato ospite, i ricercatori hanno esaminato le molecole del gene da SARS-CoV-2 e MERS come pure geni umani. Hanno trovato quello nel totale, l'all. medio erano simili fra tutti i geni, virali ed umani, con soltanto un'unità della differenza fra il host non umano originale ed il virus.

SARS-CoV-2 umano abbina l'analisi egualmente ha indicato che il SARS-CoV-2 umano era differente da quello dei pipistrelli e dei pangolini nella distribuzione di determinati geni specifici, dipendendo principalmente dal contenuto di A/T in P3.

La distribuzione dei geni virali che sono importanti a forma fisica virale, quali la proteina di m. e la proteina di E, ha diviso la tendenza verso un A/T di sbieco ed ha mostrato una distribuzione diversa da quello dei virus non umani. Il CUCCIOLO era più alto per questi geni confrontati a MERS umano ed al SAR, sebbene questo contraddicesse la teoria della compensazione. Una spiegazione alternativa sarebbe l'effetto di pressione di selezione che favorisce la replica del virus in un host novello, o dal salto recente del virus attraverso i limiti di specie.

Implicazioni di accoppiamento dei geni Umano-Virali

Lo studio suggerisce così che la replica del virus in esseri umani sia più facile con il raggruppamento della proteina di E con i geni umani che mostrano la corrispondenza molecolare, che rende l'installazione e il immunomodulation di virion più facili. Ciò è supportata dal CPB positivo e da un'più alta correlazione di caratteri per secondo per il raggruppamento proteina-umano del gene di E.

I reticoli simili sono veduti con altri geni come ORF6 e ORF8. Un alto CPB è veduto con la proteina di N, ORF1ab e la proteina di S. I cambiamenti nella posizione GC3 piombo alle sostituzioni e, a loro volta, all'ottimizzazione sinonime dei codoni in cellule umane, facendo uso del macchinario della cellula ospite per tradurre soltanto quei geni che abbinano il requisito virale al livello molecolare.

Inoltre, questo potrebbe piombo ad un downregulation dei geni umani nel tessuto polmonare, come è stato riferito per derivare dall'espressione squilibrata o scorrettamente modificata del tRNA. Ciò, a sua volta, causa la sintesi delle proteine incontrollata o anormale, producendo la malattia. Ciò potrebbe anche spiegare alcuni effetti dell'infezione virale che non sono a causa della lesione virale diretta.

Lo studio conclude: “Nei nostri studi, abbiamo fornito una lista dei geni umani che potrebbero essere particolarmente commoventi in conseguenza delle loro similarità molecolari con i geni virali, non solo appartenente a SARS-CoV-2 ma anche al SAR e a MERS. La disfunzione di questi geni è stata associata con differenti patologie umane ed è nell'aumento continuo.„

Ciò potrebbe contribuire a sviluppare i nuovi preventivi come pure a capire di come i geni umani pregiudicano la probabilità e gli effetti di COVID-19.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

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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