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As adaptações encontraram na estrutura secundária do RNA nos genes de duas proteínas de SARS-CoV-2

Modelar indica que as estruturas secundárias do RNA nos genes que codificam as proteínas Nsp4 e Nsp16 do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) são diferentes da outra espécie relacionada do coronavirus, e esta pode afectar alguns processos moleculars virais.

Com a propagação dramática de COVID-19 causado pelo coronavirus SARS-CoV-2, houve um impulso para compreender como um vírus pode contaminar anfitriões novos e o que faz diferente de outros coronaviruses.

Uma maneira de fazer isto é figurar para fora que as partes do genoma viral foram seleccionadas naturalmente para evoluir e é diferente da espécie do antepassado e que as peças foram removidas selectivamente do genoma.

Os estudos precedentes encontraram uma mistura da evolução e da remoção selectivas nos genes que codificam a proteína do ponto do coronavirus SARS-CoV-2. A proteína do ponto ajuda o vírus a invadir e contaminar a pilha de anfitrião anexando à enzima deconversão 2 (ACE2).

Contudo, há outros processos críticos nos vírus do RNA, como o coronavirus, que não são controlados pelas seqüências da proteína. Os testes padrão para determinar mutações podem detectar mudanças nas proteínas virais, mas não incluem moléculas do RNA que as proteínas interagem com para os processos diferentes.

Mutações encontradas na proteína do ponto

Para investigar mutações nos coronaviruses, um estudo novo pelos cientistas em Duke University e publicados no bioRxiv* do server da pré-impressão, usou uma metodologia computacional, adaptiPhy, que identificasse substituições extra do nucleotide em determinadas partes do genoma viral comparado às mutações que não têm nenhum efeito no genoma. Usando adaptiPhy, a equipe identificou regiões de genomas de espécies diferentes de Sarbecovirus do bastão, o pangolin, e os anfitriões humanos, que poderiam positivamente ter sido seleccionados, ou mutações vantajosas. Para o coronavirus da novela SARS-CoV-2, usaram aproximadamente 5000 seqüências do genoma da base de dados do vírus de NCBI.

A equipe igualmente investigou mudanças em estruturas da proteína Nsp4 e Nsp16 na modelagem de utilização nivelada do RNA e da proteína.

Usando métodos computacionais diferentes, os pesquisadores encontraram que o sinal o mais proeminente era para o gene que codifica a proteína do ponto, mostrando a selecção positiva em toda a espécie testada. Isto é similar ao que outros estudos relataram.  

No vírus SARS-CoV-2, encontraram a selecção positiva em quatro regiões do gene da proteína do ponto. Um era uma mudança na estrutura de domínio receptor-obrigatória (RBD) inteira, que liga às pilhas de anfitrião. Outra era uma mudança no local que é necessário para contaminar pilhas do pulmão.

Isto é diferente das mudanças encontradas nos SARS-CoV e no Bat-CoV-LYRa11. Nestes vírus, a selecção positiva ocorreu nas regiões para a camuflagem viral e naquelas que permitem a entrada do vírus na pilha de anfitrião.

Estas mutações sugerem que os vírus se adaptem para anfitriões diferentes, com o SARS-CoV-2 que adapta-se ao ligamento à proteína ACE2 em vários anfitriões.

Selecção positiva nas proteínas

Os autores igualmente encontraram a selecção positiva nos genes que codificam duas proteínas, Nsp4 e Nsp16, algo não visto antes. Em Nsp4, encontraram duas substituições do nucleotide, valine à alanina e valine ao isoleucine. Modelar sugeriu que estas mudanças não tivessem nenhum impacto significativo na estrutura secundária ou terciária da proteína em SARS-CoV-2 comparado à outra espécie. Em Nsp16, não encontraram umas substituições. Contudo, nenhumas destas mudanças afectam provavelmente a estrutura ou as funções nestas proteínas, escrevem os autores.

Assim, é possível a selecção positiva era devido às mudanças na estrutura e na função do RNA.

Nsp16 tem uma única região bem-dobrada, que seja a única tal região que é conservada igualmente na outra espécie relacionada do coronavirus. Nsp4 tem duas regiões um tanto bem-dobradas. Assim, é provável que estas estruturas dobradas estão relacionadas às funções virais.

“Nossas previsões mínimas da energia (MFE) livre revelam que a estrutura secundária provável do genoma do RNA na região dos genes Nsp4 e Nsp16 difere provavelmente entre as seis espécies que do coronavirus nós examinamos,” escrevem os autores.

Havia igualmente umas diferenças entre espécies na entropia nas regiões de selecção positiva, sugerindo diferenças na estabilidade das moléculas dobradas.

“Junto, estes resultados novos indicam que as regiões dobradas de Nsp4 e de Nsp16 no genoma SARS-Cov-2 podem diferir na forma daqueles de coronaviruses relacionados,” os autores escrevem.

Contudo, como estas mudanças, que são originais a SARS-CoV-2, são ligadas às funções moleculars específicas, não pode ser determinado ainda, porque as funções moleculars de estruturas secundárias nos coronaviruses não são conhecidas hoje.

Desde que os estudos precedentes indicam estas regiões têm papéis funcionais, as mudanças podem afectar funções do genoma ou do transcrito. Contudo, os papéis verdadeiros destas adaptações nas proteínas estruturais precisam de ser estudados experimental mais.

Observação *Important

o bioRvix publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

Journal reference:
Lakshmi Supriya

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Lakshmi Supriya

Lakshmi Supriya got her BSc in Industrial Chemistry from IIT Kharagpur (India) and a Ph.D. in Polymer Science and Engineering from Virginia Tech (USA).

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