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La pandémie SARS-CoV-2 souligne l'importance de comprendre l'évolution des génomes d'ARN

La pandémie du courant COVID-19 (la maladie 2019 de coronavirus), provoquée par le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, souligne l'importance de comprendre l'évolution des génomes d'acide ribonucléique (ARN).

Les scientifiques Zachary W. Kockler et Dmitry A. Gordenin, de l'institut national des sciences de santé environnementale, les instituts des USA de la santé nationaux, Etats-Unis, ont observé les connaissances actuelles des mécanismes et des causes principaux de l'instabilité de génome d'ARN dans un posté de papier récent au serveur de Preprints*.

Les « mécanismes étant à la base de l'instabilité des génomes de virus ARN sont importants pour une meilleure prévision de leur évolution, émergence neuve d'agent pathogène, et du développement des antiviraux. »

La variation génétique (c.-à-d., mutation et d'autres types de l'instabilité de génome) et la sélection naturelle sont les deux facteurs importants cet effet en produisant une substance neuve. On le sait que les niveaux remarquablement élevés d'instabilité des génomes d'ARN accélèrent le speciation - nous permettre d'être témoin de l'évolution. Cependant, ceci constitue également une menace pour la substance accueillant des génomes viraux d'ARN, y compris la pandémie actuelle de SARS-CoV-2.

Les vérificatrices appellent l'attention sur l'effet sec de survie du génome d'ARN viral : efforts de 1) un reste entre un génome stable, qui est nécessaire pour communiquer le matériel génétique viable à la progéniture et pour éviter l'extinction de la substance, et 2) cas d'instabilité de génome, qui sont instrumentaux pour accumuler des variantes avantageuses pour préparer une substance pour relever les défis des environnements toujours changeants et pour tenir compte de l'évolution en aval.

En fait, parmi toute la substance biologique, les taux de mutation les plus élevés selon le nucléotide sont trouvés dans les virus. Les instabilités dans les génomes d'ARN ont pu être dues à usages spéciaux des machines de génomes d'ARN, de réplication de virus ARN, de pression élevée de choix, et de la susceptibilité de l'ARN viral aux lésions environnementales et/ou endogènes.

Les vérificatrices notent que ces instabilités des génomes de virus ARN devraient accélérer leur évolution ; ces analyses sont importantes maintenant pendant la pandémie COVID-19 provoquée par le coronavirus SARS-CoV-2 d'ARN.

Comment SARS-CoV-2 évolué pour devenir transmissible entre les êtres humains n'est pas encore connu, mais un saut d'un animal infecté aux êtres humains exigerait l'introduction des variantes. Ceci peut s'avérer justement par des événements non-catastrophiques d'instabilité de génome gagner un avantage évolutionnaire, les chercheurs expliquent.

Schéma simplifié de l
Schéma simplifié de l'accumulation de mutations dans la population de virus. Des mutations sont recensées en comparant une séquence d'un isolat viral à une séquence de référence (RefSeq). Des positions en lesquelles des mutations sont trouvées dans au moins un isolat sont montrées par des rectangles. Les rectangles bleus sont des positions mêmes que dans RefSeq. g0 - Un génome des quasispecies de virus commençant une population qui peut déjà avoir quelques différences de RefSeq. g1 - ronds g9 de réplication produisant des mutations complémentaires, qui sont numérotées mêmes que le rétablissement dans lequel un événement de mutation s'était produit. Les mutations se produisant dans les rétablissements postérieurs seraient présentes dans de plus petites fractions (réfléchies par la densité jaune décroissante de couleur) dans la population. Le jeu complet d'événements indépendants de mutation serait décrit par la liste dans laquelle chaque mutation est représentée seulement une fois, indépendamment du nombre de génomes où on le trouve. Dans cette population, une telle liste est représentée par le génome g9.

Les auteurs élaborent sur les sources possibles et susceptibles d'instabilité de génome qui ont produit des variantes et des questions indispensables de point culminant associant le monde d'ARN à la pandémie SARS-CoV-2. Cependant, comment ces variantes principales ont été introduites reste peu clair.

Dans des conditions primordiales, l'ARN dans les protocells peut être un transporteur d'information génétique qui les rétablissements traversants prolongés - les vérificatrices ont discuté différentes théories liées à ceci. Ils ont également présumé que les agents pathogènes viraux existants sont les débris des protocells, bien qu'il n'y ait aucune preuve de ceci.

Cependant, il semble plausible parce qu'ils comptent sur les systèmes cellulaires de transcription et de traduction pour les protéines nécessaires, quoique la plupart des virus ARN codent pour certaines de leurs protéines.

Les auteurs discutent les génomes à un fil (comprend le positif et le sens négatif) et de double-boucle de virus ARN - ces virus étant mis à jour différemment exige différents modes de réplication.

Les réarrangements de génome d'ARN viral sont possibles parce que chaque fois que la réplique de génomes d'ARN, erreurs sont souvent introduites. Ceci est réparé par recombinaison virale. Ils précisent que si ces événements de recombinaison comprennent les gènes avantageux neufs, il peut avoir comme conséquence la plus grande forme physique du virus. Il doit être noté qu'une telle augmentation de forme physique puisse être un gestionnaire significatif d'évolution et peut produire les maladies virales neuves.

L'exposé synoptique discute également les erreurs de réplication d'ARN qui dépendent principalement de la polymérase ARN ARN-dépendante (RdRp). Élaboré sur l'effet de variation de la séquence du RdRp sur la fidélité de réplication et la fidélité de la réplication du RdRp influence l'évolution virale.

De plus, les lésions environnementales et endogènes se produisent également en ARN et ARN cellulaire génomiques viraux. Celles-ci peuvent être détruites ou peuvent participer aux événements de recombinaison. Dans la révision, ils ont également récapitulé la modification de base d'ARN dans une table. Ils ont détaillé la mutagénèse dirigée de base de remplacement dans les virus ARN, récapitulant que ces événements produisent de la diversité qui peut mener aux virus neufs.

Les technologies avancées actuellement disponibles permet à des scientifiques de comprendre les procédés mécanistes de virus ARN. l'ordonnancement d'Unique-molécule a appliqué à l'ARN le virome dans l'environnement et les organismes uniques, l'a ajouté à la bio-informatique avec des variations d'intra-hôte d'adresses de metagenomics et recense la teneur du virome multiespèces.

Le papier a mis l'accent sur l'importance d'étudier le choc du misincorporation de RdRp et de la correction sur épreuves sur des taux de mutation viraux. Ils se sont également interrogés : Le ` sont là des mécanismes de réglage d'ARN sans compter que l'inversion directe d'AlkB ?'

Les scientifiques ont soulevé encore d'autres questions importantes et applications techniques comparées qui sont anticipées dans le contexte au SARS-CoV-2.

« Sans compter que cela, la compréhension de la mécanique moléculaire biologique et qui permet à ce groupe de s'épanouir plutôt que soit enlevée avec des taux d'erreurs catastrophiques représente une question principale liée aux mécanismes généraux de l'évolution. »

De façon générale, le papier présente un examen complet sur le sujet, poivré avec des points de vue précieux et conclut avec des développements techniques perspicaces dans ce domaine.

Avis *Important

les prétirages publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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