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Umas variações SARS-CoV-2 mais novas são altamente prováveis

Em um relatório recente afixado ao server da pré-impressão do bioRxiv*, os pesquisadores do Reino Unido e Uganda revelam características originais da proteína do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) relativo a outros representantes de Sarbecoviruses.

O agente causal da doença 2019 do coronavirus (COVID-19), SARS-CoV-2, pertence ao género de Betacoronavirus e ao subgénero da família de Coronaviridae, que de Sarbecovirus é um grupo de envolvido, vírus único-encalhados do RNA.

Outros representantes de Sarbecoviruses incluem SARS-CoV (que era o coronavirus que aquele conduziu à manifestação do SARS em 2002 e a 2003), mas igualmente uma miríade SARS-como dos coronaviruses do bastão que foram identificados e analisaram detalhado.

Entre as proteínas estruturais virais, a glicoproteína do ponto tem um papel essencial na escala do anfitrião, o tropismo da pilha, e a entrada, assim como os traços da infectividade. Daqui, não é nenhuma maravilha que se considera um alvo principal da resposta imune do anfitrião.

Conseqüentemente, uma análise comparativa completa de proteínas virais ajudaria imensa em nossa melhor compreensão da biologia viral e patologia, fornecendo introspecções em sua origem, assim como as circunstâncias que isso conduziu à pandemia COVID-19 em curso.

Eis porque algodão do Dr. Matthew, Dr. David L. Roberston, e Dr. Meu V.T. Phan de Uganda e do Reino Unido apontou identificar regiões originais do peptide de SARS-CoV-2 quando comparado a todo o Sarbecoviruses disponível a fim avaliar as características que puderam permitir SARS-CoV-2 de replicate eficientemente e transmitir entre nós.

Estudo: Características originais da proteína de SARS-CoV-2 relativo ao outro Sarbecoviruses. Crédito de imagem: NIAID
Estudo: Características originais da proteína de SARS-CoV-2 relativo ao outro Sarbecoviruses. Crédito de imagem: NIAID

Comparando genomas e avaliando distâncias evolucionárias

Em resumo, este grupo de investigação explorou os genomas através do subgénero de Sarbecovirus usando modelos escondidos perfil de Markov. Esta aproximação de modelagem é baseada em uma descrição estatística das propriedades de proteínas virais e de suas seqüências de ácido aminado.

Mais especificamente, dez genomas SARS-CoV-2 adiantados foram comparados a um subconjunto representativo dos genomas de Sarbecovirus obtidos dos indivíduos, dos bastões, dos pangolins, e dos gato-de-algália humanos. Estes foram seleccionados depois que a mesma análise foi aplicada a todos os genomas disponíveis de Betacoronavirus a fim evitar faltar regiões virais surpreendentemente próximas do genoma.

A fim avaliar distâncias totais do domínio entre grupos virais, as somas normalizadas da bit-contagem (agrupadas em SARS-CoV-2 e em Sarbecoviruses do ser humano, do bastão, do pangolin e do gato-de-algália) foram somadas para todos os domínios e para cada genoma.

Esquema da análise. (a) Os domínios escondidos perfil do modelo de Markov foram gerados de um grupo de 35 seqüências adiantadas do genoma da linhagem B SARS-CoV-2. Todos quadros de leitura abertos foram traduzidos e cortados então em 44 peptides do ácido aminado com um tamanho de etapa de 22 ácidos aminados ou em 15 peptides do ácido aminado com um tamanho de etapa do ácido aminado 8. Os peptides foram aglomerados usando Uclust (13), alinharam com o MAFFT (14) e cada alinhamento foi construído então em um pHMM usando HMMER-3 (10). (b) O grupo de pHMMs foi usado para perguntar seqüências do genoma de Sarbecovirus, as contagens do bit foram recolhidas enquanto uma medida da similaridade entre cada pHMM e a seqüência da pergunta. (c) as Bit-contagens eram recolhido analisado para detectar as regiões que diferem entre os genomas SARS-CoV-2 adiantados e os genomas da pergunta.
Esquema da análise. (a) Os domínios escondidos perfil do modelo (pHMM) de Markov foram gerados de um grupo de 35 seqüências adiantadas do genoma da linhagem B SARS-CoV-2. Todos quadros de leitura abertos foram traduzidos e cortados então em 44 peptides do ácido aminado com um tamanho de etapa de 22 ácidos aminados ou em 15 peptides do ácido aminado com um tamanho de etapa do ácido aminado 8. Os peptides foram aglomerados usando Uclust (13), alinharam com o MAFFT (14) e cada alinhamento foi construído então em um pHMM usando HMMER-3 (10). (b) O grupo de pHMMs foi usado para perguntar seqüências do genoma de Sarbecovirus, as contagens do bit foram recolhidas enquanto uma medida da similaridade entre cada pHMM e a seqüência da pergunta. (c) as Bit-contagens eram recolhido analisado para detectar as regiões que diferem entre os genomas SARS-CoV-2 adiantados e os genomas da pergunta.

Natureza original de SARS-CoV-2

As mudanças detectadas na glicoproteína do ponto de SARS-CoV-2 - em comparação com um grande grupo de Sarbecovirus conhecido - revelam que a fonte zoonotic recente deste vírus deve ser encontrada ainda mas igualmente sustentam uma natureza um pouco original do genoma SARS-CoV-2.

Na linha dos relatórios precedentes, um grupo pequeno de bastão e Sarbecoviruses pangolin-derivado demonstram a similaridade a mais significativa a SARS-CoV-2, quando uma medida da similaridade do proteome mostrou que é improvável que o bastão Sarbecoviruses é a fonte directa do vírus pandémico.

Além disso, as regiões de variação que foram identificadas neste estudo podem indicar mudanças funcionais nas proteínas SARS-CoV-2 ou nas posições do ácido aminado que podem ser alteradas sem comprometer as funções necessárias da proteína.

A análise detalhada do ponto revelou 82 domínios de 15 ácidos aminados que demonstraram a variação alta no Sarbecoviruses, quando 29 destes domínios mostrarem mudanças nas variações do interesse relativo à linhagem adiantada de SARS-CoV-2.

Diferenças de Proteome em SARS-CoV-2 contra o bastão, o ser humano e o gato-de-algália próximos Sarbecoviruses. Todos os quadros de leitura abertos dianteiros dos 35 genomas adiantados da linhagem B SARS-CoV-2 foram traduzidos, e processados em 44 peptides do aa (com sobreposição de 22 aa), aglomerados em 0,65 identidades usando Uclust (11), alinhados com o MAAFT (12) e convertidos em pHMMs usando HMMER-3 (10). A presença destes domínios foi procurada em um grupo de genomas de Sarbecovirus mais os genomas SARS-CoV-2 e os genomas foram aglomerados então usando a aglomeração hierárquica baseada nas bit-contagens normalizadas do domínio (por exemplo a similaridade do domínio identificado da pergunta ao domínio da linhagem B SARS-CoV-2 da referência). Cada fileira representa um genoma, cada coluna representa um domínio. Os domínios são indicados em seu pedido através SARS-CoV-2 do genoma, vermelho = a bit-contagem baixo normalizada do domínio (mais baixa similaridade à linhagem B SARS-CoV-2) = distante de SARS-CoV-2, o cinza o mais escuro = bit-contagem normalizada do domínio = 1 = altamente similar à linhagem B SARS-CoV-2. Os grupos de coronaviruses foram indicados à direita da figura. (a) Diferenças do domínio através do subgénero de Sarbecovirus. (b) Para cada domínio a bit-contagem média foi calculada através do grupo inteiro de genomas de Sarbecovirus e a bit-contagem média do valor 1 foi traçada para cada domínio. Os domínios são coloridos pelas proteínas de que foram derivados com o código de cor indicado abaixo da figura.
Diferenças de Proteome em SARS-CoV-2 contra o bastão, o ser humano e o gato-de-algália próximos Sarbecoviruses. Todos os quadros de leitura abertos dianteiros dos 35 genomas adiantados da linhagem B SARS-CoV-2 foram traduzidos, e processados em 44 peptides do aa (com sobreposição de 22 aa), aglomerados em 0,65 identidades usando Uclust (11), alinhados com o MAAFT (12) e convertidos em pHMMs usando HMMER-3 (10). A presença destes domínios foi procurada em um grupo de genomas de Sarbecovirus mais os genomas SARS-CoV-2 e os genomas foram aglomerados então usando a aglomeração hierárquica baseada nas bit-contagens normalizadas do domínio (por exemplo a similaridade do domínio identificado da pergunta ao domínio da linhagem B SARS-CoV-2 da referência). Cada fileira representa um genoma, cada coluna representa um domínio. Os domínios são indicados em seu pedido através SARS-CoV-2 do genoma, vermelho = a bit-contagem baixo normalizada do domínio (mais baixa similaridade à linhagem B SARS-CoV-2) = distante de SARS-CoV-2, o cinza o mais escuro = bit-contagem normalizada do domínio = 1 = altamente similar à linhagem B SARS-CoV-2. Os grupos de coronaviruses foram indicados à direita da figura. (a) Diferenças do domínio através do subgénero de Sarbecovirus. (b) Para cada domínio a bit-contagem média foi calculada através do grupo inteiro de genomas de Sarbecovirus e a bit-contagem média do valor 1 foi traçada para cada domínio. Os domínios são coloridos pelas proteínas de que foram derivados com o código de cor indicado abaixo da figura.

Sendo cuidadoso da adaptação viral

Este estudo dá o crédito à noção da fiscalização variante genomic contínua, que deve então traduzir à prontidão de produtores vacinais acomodar tais mudanças da glicoproteína do ponto na próxima geração de actualizações vacinais.

“Em geral, a evolução SARS-CoV-2 observada nas variações actuais do interesse provou somente 36% dos pontos que possíveis as mudanças que ocorreram historicamente na evolução de Sarbecovirus”, dizem autores do estudo neste papel do bioRxiv.

“É altamente provável que um grande número variações SARS-CoV-2 novas com mudanças nestas regiões são possíveis, compatível com réplica do vírus e esperado nos meses de vinda a menos que a réplica viral global for reduzida severamente”, adicionam.

Em conclusão, uma taxa tão alta da mutação de SARS-CoV-2 em combinação com o número notável das infecções SARS-CoV-2 no mundo inteiro causa a adaptação viral maciça. Daqui, umas experiências mais adicionais serão necessárias para distinguir mudanças funcionais verdadeiras da evolução neutra.

Observação *Important

o bioRxiv 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:
Dr. Tomislav Meštrović

Written by

Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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