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El análisis Genomic ofrece pistas sobre la ascendencia SARS-CoV-2 y la transmisión

Los investigadores en el Reino Unido conducto un análisis genomic del coronavirus respiratorio agudo severo 2 (SARS-CoV-2) del síndrome del virus y SARS-como coronaviruses en el palo y el pangolin han determinado las divergencias ordenador principal-asociadas fuertes que podrían ofrecer pistas sobre la ascendencia y la transmisión interspecies de SARS-CoV-2.

SARS-CoV-2 es el agente responsable del pandémico actual de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19) que continúa plantear una amenaza en curso importante para la vida humana y la economía mundial.

El estudio también determinó varias variantes de alto impacto en varios golpea y los coronaviruses del pangolin que podrían ser de importancia funcional en el diseño de terapias y de vacunas para SARS-CoV-2.

Las personas - de la universidad de la universidad de Edimburgo y de Aberystwyth en País de Gales - dicen que los orígenes evolutivos del virus siguen siendo evasivos y la comprensión de sus firmas mutacionales complejas podría conducir diseño y el revelado vaccíneos.

“Con el empleo de varias metodologías genomic del análisis, este estudio ha apuntado traer la comprensión de la diversidad a través de SARS-CoV-2 y los coronaviruses de SARS-CoV-2-like comparando una amplia selección de genomas disponibles del punto de partida del pandémico,” escriben a Barbara Shih (universidad de Edimburgo) y colegas.

Una versión de la prueba preliminar del papel está disponible en el servidor del bioRxiv*, mientras que el artículo experimenta la revisión paritaria.

Árbol filogenético de Ladderised del palo-CoV, del pangolin-CoV y (grupo de datos y referencia de Wuhan) de los genomas SARS-CoV-2. Los meta datos se indican en la esquina izquierda superior, incluyendo a) nombre del grupo de datos y b) los géneros y la especie del palo si el genoma está de ordenador principal del palo. Clades para los subgéneros de Betacoronavirus, Sarbecovirus, Nobecovirus y Merbecovirus, se indica en el gráfico, mostrando que nuestros resultados del análisis de la polarización negativa y de la variante del uso del codón están restringidos al Sarbecovirus debido a la alineación pobre entre la referencia SARS-CoV-2 y los genomas fuera de este los subgéneros. También aparece ser un cierto grado de géneros y de separación de la especie para los ordenadores principal del palo. La mayoría de la influencia de Sarbecovirus el género Rhinolophus (olumna b del palo, azul claro, azul marino y púrpura), mientras que una proporción mucho más pequeña del Alphacoronavirus se encuentra en palos de este género. ¿Recubrimiento de algunos clades con speci?especie del palo de c, incluyendo el ferrumequinum de Rhinolophus, el sinicus de Rhinolophus y el kuhlii de Scotophilus. Los resultados del análisis hecho en partes posteriores de este estudio también se destacan, incluyendo c) los atados de la polarización negativa del uso del codón, d-f) que las variantes de alto impacto con variantes múltiples se encuentran en la misma posición del aminoácido, g-j) otras variantes de alto impacto con un único cambio del aminoácido encontrado en > 10 genomas, kilolitro) otras variantes de alto impacto.
Árbol filogenético de Ladderised del palo-CoV, del pangolin-CoV y (grupo de datos y referencia de Wuhan) de los genomas SARS-CoV-2. Los meta datos se indican en la esquina izquierda superior, incluyendo a) nombre del grupo de datos y b) los géneros y la especie del palo si el genoma está de ordenador principal del palo. Clades para los subgéneros de Betacoronavirus, Sarbecovirus, Nobecovirus y Merbecovirus, se indica en el gráfico, mostrando que nuestros resultados del análisis de la polarización negativa y de la variante del uso del codón están restringidos al Sarbecovirus debido a la alineación pobre entre la referencia SARS-CoV-2 y los genomas fuera de este los subgéneros. También aparece ser un cierto grado de géneros y de separación de la especie para los ordenadores principal del palo. La mayoría de la influencia de Sarbecovirus el género Rhinolophus (olumna b del palo, azul claro, azul marino y púrpura), mientras que una proporción mucho más pequeña del Alphacoronavirus se encuentra en palos de este género. Algunos clades recubren con especie específica del palo, incluyendo el ferrumequinum de Rhinolophus, el sinicus de Rhinolophus y el kuhlii de Scotophilus. Los resultados del análisis hecho en partes posteriores de este estudio también se destacan, incluyendo c) los atados de la polarización negativa del uso del codón, d-f) que las variantes de alto impacto con variantes múltiples se encuentran en la misma posición del aminoácido, g-j) otras variantes de alto impacto con un único cambio del aminoácido encontrado en > 10 genomas, kilolitro) otras variantes de alto impacto.

Los investigadores han estado intentando entender la ascendencia y la transmisión de SARS-CoV-2

Desde que SARS-CoV-2 primero emergió en Wuhan, China, tarde el año pasado (2019), se han hecho los esfuerzos importantes de entender su transmisión y cómo puede ser que sea contenida y trataa.

Coronaviruses (CoVs) es una familia de virus de una sola fila, envueltos grandes del ARN que puedan ser divididos en cuatro subfamilias: los alphaCoVs, los betaCoVs, los gammaCoVs, y los deltaCoVs. Como el síndrome respiratorio CoV de SARS-CoV-1 y (MERS) de Oriente Medio, SARS-CoV-2 pertenece a la subfamilia del betaCoV.

La pieza de convicción de CoVs por lo menos seis marcos de lectura abiertos (ORFs) y cuatro proteínas estructurales: membrana (m), nucleocapsid (n), envolvente (e), y pico (s) - estes último que son la estructura superficial principal que los virus utilizan para incorporar las células huesped.

análisis de red de la semejanza del Gen-gen. ¿Cada nodo representa un gen de?ned por PROKKA o un segmento de la DNA similar a los genes del genoma de la referencia SARS-CoV-2. Los nodos fueron comparados cara a cara usando CHORRO, y los nodos con la alta semejanza (muesca g 60 del CHORRO y un abrigo g el 80% de la interrogación) fueron conectados con un filo. El gráfico de la red etiqueta con especie del ordenador principal. ¿La fuente negra en el gráfico indica los nombres correspondientes del gen SARS-CoV-2 (“ORF” omitido) para los atados más grandes, mientras que la fuente azul indica las series adicionales de la no-codificación?ned por PROKKA. ¿En vez del ORF1ab integral (21k de largo), ORF1a y ORF1b eran de?ned por PROKKA como dos genes separados. Notablemente ORF1a, ORF3a, ORF6, y ORF8 y S, muestran separaciones fuertes entre los nodos de diversas especies. ORF8 a partir del co-atado de 3 palos-CoV con ORF8 de SARS-CoV-2 (RaTG13, bat-SL-CoVZC45 y bat-SL-CoVZXC21 respectivamente). ¿El palo-CoV restante ORF8 no hace co-atado con SARS-CoV-2 ORF8 incluso sin el filo?umbral ltering. Para S, el co-atado del palo-CoV RaTG13 con COVID-19 y el pangolin. Un atado del palo-CoVs interrumpe para ORF1b y M, sugiriendo una gran cantidad de variación entre el palo-CoV para estos genes.
análisis de red de la semejanza del Gen-gen. Cada nodo representa un gen definido por PROKKA o un segmento de la DNA similar a los genes del genoma de la referencia SARS-CoV-2. Los nodos fueron comparados cara a cara usando CHORRO, y los nodos con la alta semejanza (muesca g 60 del CHORRO y un abrigo g el 80% de la interrogación) fueron conectados con un filo. El gráfico de la red etiqueta con especie del ordenador principal. La fuente negra en el gráfico indica los nombres correspondientes del gen SARS-CoV-2 (“ORF” omitido) para los atados más grandes, mientras que la fuente azul indica a no-codificación adicional sequences de _ ned por PROKKA. En vez del ORF1ab integral (21k de largo), ORF1a y ORF1b fueron definidos por PROKKA como dos genes separados. Notablemente, ORF1a, ORF3a, ORF6, y ORF8 y S, muestran separaciones fuertes entre los nodos de diversas especies. ORF8 a partir del co-atado de 3 palos-CoV con ORF8 de SARS-CoV-2 (RaTG13, bat-SL-CoVZC45 y bat-SL-CoVZXC21 respectivamente). El palo-CoV restante ORF8 no hace co-atado con SARS-CoV-2 ORF8 incluso sin el umbral de filtración del filo. Para S, el co-atado del palo-CoV RaTG13 con COVID-19 y el pangolin. Un atado del palo-CoVs interrumpe para ORF1b y M, sugiriendo una gran cantidad de variación entre el palo-CoV para estos genes.

Interesante, en el nivel del entero-genoma, SARS-CoV-1 y MERS-CoV comparten solamente semejanza de 79,5% y 50,0% series con SARS-CoV-2. Por otra parte, coronaviruses de SARS-CoV-2-like encontrados en los pangolins (pangolin-CoVs) y la parte 91,0% y del palo-CoV RaTG13 semejanza 96,0%, respectivamente.

El papel potencial de palos y de pangolins como especies del depósito en la aparición de SARS-CoV-2, así como el papel otros ordenadores principal del intermediario potencialmente jugados, ha estimulado varias aproximaciones y colaboraciones de la investigación entre los expertos de diversos campos.

Como tal, el estudio actual fue realizado como parte de una acción del hackathon de “CoronaHack” que ocurrió en abril de 2020.  Allí, los autores accedieron a todos los genomas y relacionaron meta datos que estaba disponible en ese entonces (entre diciembre de 2019 y abril de 2020).

¿Qué los investigadores hicieron?

Las personas emplearon varias metodologías contemporáneas para analizar una amplia gama de series genomic aisladas de SARS-CoV-2 humano (n=163), de los palos (n=215), y de los pangolins (n=7).

Las series fueron comparadas sistemáticamente en el entero-genoma, el gen, el uso del codón y los niveles de la variante para investigar las semejanzas y las diferencias que existen a través de 89 diversas especies del ordenador principal.

¿Qué encontraron?

En los niveles del entero-genoma, el palo-CoV RaTG13 todavía compartió la mayoría de la semejanza con SARS-CoV-2. Sin embargo, que seguían habiendo los 7 genomas del pangolin-CoV estaban más estrechamente vinculados a SARS-CoV-2 que los 214 genomas del palo-CoV.

“Este lazo se ha denunciado previamente, y una acción de la recombinación entre el pangolin-CoVs y RaTG13 se ha teorizado,” diga Shih y a los colegas.

el análisis de red del Gen-gen mostró divergencias ordenador principal-asociadas fuertes en ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF8 y la proteína del pico (s). Las separaciones fuertes de las ordenador principal-especies también fueron observadas en perfiles de la polarización negativa del uso del codón.

Por ejemplo, tres genes del palo-CoV ORF8 eran más similares a SARS-CoV-2 que la mayor parte de los genes del pangolin-CoV ORF8.

Por el contrario, los genes de S del pangolin-CoV y SARS-CoV-2 eran más similares el uno al otro (97,5%), que los genes de S de RaTG13 y de SARS-CoV-2 (95,4%).

“Esto es importante como la proteína de S desempeña un papel importante en la penetración y la infección iniciales de la célula huesped,” dice a los investigadores.

Sin embargo, el gen de S en RaTG13 seguía siendo más similar al de SARS-CoV-2 que a la del resto del palo-CoVs analizado en este estudio, agregan

“Esto soporta la teoría que ni un pangolin-CoV actualmente ordenado o el palo-CoV es el antepasado más reciente de SARS-CoV-2,” escribe a las personas.

Los investigadores determinaron la separación fuerte de las ordenador principal-especies en el uso total del codón cuando los genes múltiples fueron combinados en el análisis.

Encontraron la variación muy pequeña en la polarización negativa del uso del codón dentro de los aislantes SARS-CoV-2, pero todo el pangolin-CoVs y palo-CoVs tres tenían uso más similar del codón a SARS-CoV-2.

Determinar variantes de alto impacto

Las personas también determinaron varias variantes de alto impacto en muestras del palo-CoV, incluyendo un parada-avance para ORF10 y las inserciones y las supresiones del inframe para la proteína del nucleocapsid (n).

Importantemente, el parada-avance fue determinado en la posición 26 del aminoácido en ORF10 entre 57 de los 59 genomas del palo-CoV, donde ORF10 compartió la semejanza más de 80% con SARS-CoV-2.

En un estudio anterior de SAR-CoV-2 y de los genomas de CoV del pangolin, la posición 26 también fue determinada como región de variación del población-nivel, dice Shih y a colegas.

En el gen de N, las personas observaron las variantes múltiples del inframe para la misma posición del aminoácido en dos grupos del palo-CoVs. El análisis reveló dos inserciones del inframe en las supresiones del inframe de la posición 7 y dos del aminoácido en las posiciones 238 y 385.

¿Cuáles son las implicaciones del estudio?

“Estas variantes naturales que observamos a través de palo-CoV y de pangolin-CoV se pueden asociar a ventajas de la selección, tales como virulencia o la eficiencia infecte una especie específica del ordenador principal,” sugiera Shih y a los colegas.

Los investigadores dicen que el estudio ha revelado un alto nivel de separación de las ordenador principal-especies en ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF8 y S, así como en uso del codón.

También ha determinado varias posiciones del aminoácido que demuestran variantes de alto impacto en varios palo-CoVs y pangolin-CoVs.

“Éstas son posiciones potencialmente funcionalmente importantes de la proteína y la investigación adicional de la autorización,” concluye a las personas.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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