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Studio comparativo del ‐ SAR di SAR, di MERS, del PIPISTRELLO e di SARS-CoV-2

Gli scienziati hanno trovato che parecchi virus che appartengono alla famiglia di Coronaviridae possono infettare una vasta gamma di host, compreso gli uccelli, esseri umani ed altri mammiferi. Questi virus unico sono incagliati, positivo-senso, virus a RNA di cui la dimensione varia fra il KB 27-32. Sono divisi in quattro categorie, vale a dire, nell'alfa, in beta, delta e gamma.

Il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo, l'agente causale della pandemia in corso di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19) ed in primo luogo sono stati identificati nella provincia di Wuhan della Cina nel dicembre 2019. A causa della sui alti infettività e tasso di mortalità, l'organizzazione mondiale della sanità ha annunciato COVID-19 per essere una pandemia l'11 marzo 2020.

Poichè i virus subiscono la mutazione genomica, è primo importante identificare il sito subente una mutazione per sviluppo del vaccino. Parecchie a analisi basate a albero filogenetiche sono state condotte per capire la relazione evolutiva di SARS-CoV-2 con altri beta coronaviruses. Uno studio precedente ha costruito un albero filogenetico ed ha rivelato che la sequenza genomica di SARS-CoV-2 è 88% identico con il Pipistrello-CoV. In un altro studio, gli scienziati hanno isolato intorno 70 sequenze genomiche SARS-CoV-2 dai pazienti COVID-19 ed hanno studiato il gene della glicoproteina della punta. Questo studio egualmente ha riferito che il virus BetaCoV-bat-Yunnan-RaTG13-2013 è quasi identico a SARS-CoV-2.

Anche se uno studio comparativo sulle sequenze genomiche di SAR-CoV, di MERS-CoV e di SARS-CoV-2 è disponibile, c'è uno spazio nella ricerca riguardo al confronto fra quattro tipi di coronaviruses, vale a dire, SAR-CoV, MERS-CoV, il Pipistrello-CoV e SARS-CoV-2. Un nuovo studio, che si occupa del confronto genomica fra la sequenza dei quattro tipi sopra-specificati di coronaviruses, è stato pubblicato nel giornale della virologia medica. Questo studio ha utilizzato i marcatori genetici multipli, compreso i singoli polimorfismi del nucleotide (SNPs), la filogenesi di sequenza del intero-genoma, le mutazioni in proteine e i microsatellites. Questi sono stati paragonati alla sequenza genomica di riferimento SARS-CoV-2 che è conosciuta come lo sforzo di Wuhan (Wuhan-Wu-Io). Tutte le sequenze sono state ottenute dal NCBI Genbank.

I SAR-CoV, il MERS-CoV e le sequenze SARS-CoV-2 sono stati ottenuti da homo sapiens (host), mentre le sequenze del Pipistrello-CoV sono state raccolte da otto tipi differenti di pipistrelli. I risultati di questo studio sono descritti qui sotto.

Analisi filogenetica

Per l'analisi filogenetica della sequenza differente dei coronaviruses, un approccio di probabilità massima con i 1000 valori legati è stato usato. L'analisi filogenetica ha rivelato gli stirpi differenti dei coronaviruses. All'l'analisi filogenetica basata a genoma di tutto ha indicato MERS-CoV per appartenere alle specie del outgroup mentre gli altri tre sono stati classificati come specie del ingroup. All'interno del ingroup, due stirpi sono stati trovati, vale a dire, uno stirpe SARS-CoV-2 consistente e un altro SAR-CoV e Pipistrello-CoV consistente. I rami dell'albero filogenetico hanno indicato che i SAR-CoV avevano diverso molto presto dal Pipistrello-CoV. L'albero egualmente ha rivelato una divergenza indipendente di SARS-CoV-2 dal Pipistrello-CoV. La filogenesi egualmente ha mostrato SARS-CoV-2 per essere più strettamente connessa con il Pipistrello-CoV e SAR-CoV che il MERS-CoV. Il software di Simplot è stato usato per prevedere il tracciato di similarità fra le quattro specie selezionate. Ha rivelato l'omologia di intorno 98% del Pipistrello-CoV con la sequenza di riferimento, cioè, la macchia di Wuhan di SARS-CoV-2. Tuttavia, la similarità di 92% è stata ottenuta fra SAR-CoV e la sequenza di riferimento e la similarità di 58% fra MERS-CoV e lo sforzo di Wuhan.

Analisi delle varianti genetiche

Ad un'analisi basata a variante ha indicato che il genoma di MERS-CoV ha differito dallo sforzo di riferimento di Wuhan a 134,21 siti, il Pipistrello-CoV che il genoma ha differito a 136,72 siti, il genoma SAR-CoV ha differito a 26,64 siti ed il genoma SARS-CoV-2 ha differito a 0,66 siti. Ulteriormente, lo studio corrente egualmente ha rivelato che la probabilità delle mutazioni ai siti di senso sbagliato di MERS-CoV e di SARS-CoV-2 è più alto confrontata a SAR-Co'e al Pipistrello-CoV. Ciò è dovuto il numero diminuito delle variazioni di senso sbagliato in SAR-CoV e in Pipistrello-CoV, che si è presentato a causa di pressione di selezione sui siti di senso sbagliato.

Il numero delle mutazioni alla proteina della punta (s), proteina di rivestimento (la proteina della membrana, di E) (m), la proteina di Nucleocapsid (n) e le proteine strutturali sono state calcolate. Lo SNPs è stato filtrato regioni dal gene di S, di m., di E e di N da uno script del pitone. I geni di S, di m., di E e di N hanno rivelato la presenza di numero vario di SNPs. Lo strumento online di Multialin è stato utilizzato per individuare le similarità fra quattro coronaviruses selezionati per lo studio corrente.

Analisi di Microsatellite  

L'analisi di Microsatellite è usata per determinare le sequenze ripetitive nel genoma. Queste sequenze hanno un impatto significativo sull'inizio delle malattie e della loro evoluzione. In questo studio, l'analisi del microsatellite è stata eseguita facendo uso degli strumenti online di IMEX (estrattore imperfetto di Microsatellite) e di FMSD (scoperta veloce di Microsatellite). Nessuna presenza significativa di microsatellite è stata trovata facendo uso di IMEX. Tuttavia, FMSD ha rivelato la presenza di più microsatellite in MERS-CoV. Il genoma SARS-CoV-2 ha mostrato la presenza di più grande incidenza dei microsatellites composti.

Riassumendo, l'analisi filogenetica dell'albero ha mostrato che SARS-CoV-2 è Pipistrello-CoV strettamente connesso ed il suo parente secondo più vicino è SAR-CoV. Tutti gli sforzi di MERS-CoV hanno mostrato la relazione distale con SARS-CoV-2. Nell'analisi delle varianti genetiche, più mutazioni sono state trovate in MERS-CoV hanno confrontato a SAR-Co'e al Pipistrello-CoV. L'analisi filogenetica, studio sulla variazione genetica, multisequence e l'analisi del microsatellite, ha indicato che il pipistrello è il host indigeno di SARS-CoV-2. Ulteriormente, egualmente ha concluso che il Pipistrello-CoV è strettamente connesso a SARS-CoV-2. C'è una possibilità della presenza di host intermedio per iniziare la trasmissione di COVID-19 dal PIPISTRELLO agli esseri umani. Tuttavia, la più ricerca è richiesta di convalidare questo presupposto. Lo strumento di FMSD ha rivelato che SAR-CoV è associato più molto attentamente con SARS-CoV-2 che il Pipistrello-CoV.

Journal reference:
  • Rehman, A. H. et al. (2021). Comprehensive Comparative Genomic and Microsatellite Analysis of SARS, MERS, BAT‐SARS and COVID‐19 Coronaviruses. Journal of Medical Virology, https://doi.org/10.1002/jmv.26974, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmv.26974
Dr. Priyom Bose

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Dr. Priyom Bose

Priyom holds a Ph.D. in Plant Biology and Biotechnology from the University of Madras, India. She is an active researcher and an experienced science writer. Priyom has also co-authored several original research articles that have been published in reputed peer-reviewed journals. She is also an avid reader and an amateur photographer.

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