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Lo studio implica un aumento probabile dei recombinants futuri SARS-CoV-2

Un'abilità sorprendente recente dai ricercatori degli Stati Uniti ha rivelato che la ricombinazione è non solo diffusa in cronologia evolutiva dei coronaviruses del tipo di SAR, ma può anche aumentare i tratti di forma fisica dei coronaviruses stagionali. Il loro documento è attualmente disponibile sul " server " della pubblicazione preliminare del bioRxiv* e colloca la fase per tenere la carreggiata filogenetico del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo.

Studio: Reticoli di ricombinazione nei coronaviruses. Credito di immagine: NIAID
Studio: Reticoli di ricombinazione nei coronaviruses. Credito di immagine: NIAID

Dalla sua emergenza, i dati genetici di sequenza sono stati usati per studiare l'evoluzione e la diffusione di SARS-CoV-2, un agente causativo di pandemia di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19). Di conseguenza, la comunità di ricerca ha abbracciato rapidamente metodi filogenetici e phylodynamic come strumenti essenziali per studiare questo virus a RNA.

Accanto alle mutazioni causate dagli errori durante il trattamento della replica, i vari trattamenti di ricombinazione possono contribuire a diversità genetica in virus a RNA. Ancora, il reassortment in virus segmentati (quali i rotaviruses o i virus dell'influenza) può provocare prole che harbor i segmenti dagli stirpi differenti del genitore.

Comunque, la ricombinazione sfida costantemente i metodi filogenetici, come viola il presupposto centrale che la cronologia evolutiva delle persone può essere caratterizzata dagli alberi filogenetici di ramificazione. Di conseguenza, la ricombinazione necessita la rappresentazione dell'ascendenza comune di un insieme delle sequenze come rete.

In questo studio, il Dott. Nicola Felix Müller, il Dott. Kathryn E. Kistler ed il Dott. Trevor Bedford dal centro di ricerca sul cancro di Fred Hutchinson e dall'università di Washington a Seattle (US) hanno sviluppato un approccio di Monte Carlo di catena di Markov per arguire efficientemente le reti di ricombinazione dai dati genetici di sequenza nell'ambito di un modello di modello-commutazione della ricombinazione.

Cronologia evolutiva dei virus del tipo di SAR. Una rete massima di credibilità del clade dei virus del tipo di SAR. I punti blu denotano i campioni e gli eventi di ricombinazione dei punti di verde. Tempi comuni dell
Cronologia evolutiva dei virus del tipo di SAR. Una rete massima di credibilità del clade dei virus del tipo di SAR. I punti blu denotano i campioni e gli eventi di ricombinazione dei punti di verde. Tempi comuni dell'antenato di B di Wuhan Hu1 (SARS-CoV-2) con differenti virus del tipo di SAR sulle posizioni differenti del genoma. L'asse y denota i tempi comuni dell'antenato nella scala logaritmica. C la maggior parte del tempo recente dovunque sul genoma che Wuhan-Hu1 ha diviso un antenato comune con differenti virus del tipo di SAR

Valutazione dei reticoli di ricombinazione

I ricercatori hanno ricostruito la cronologia di ricombinazione dei virus del tipo di SAR, che include il SARS-CoV-1 ed il romanzo originali SARS-CoV-2 come pure dei coronaviruses relativi del pangolino e del pipistrello. Poi hanno studiato in quali virus differenti di istanze hanno diviso l'ultima volta un antenato comune lungo il genoma.

I reticoli di ricombinazione più ulteriormente sono stati valutati nel coronavirus respiratorio di sindrome di Medio Oriente (MERS-CoV) con oltre 2.500 casi confermati in esseri umani come pure nei coronaviruses stagionali umani OC43, 229E e NL63 che mostrano la circolazione stagionale diffusa.

Dopo hanno mirato a vedere se le tariffe di ricombinazione sono aumentate sulle parti del genoma che egualmente mostrano i forti segni di adattamento. Ciò è stata fatta mediante la computazione delle tariffe di adattamento sulle parti differenti dei genoma dei coronaviruses umani stagionali

In breve, un tal approccio e questo tipo di struttura permessi hanno combinato la valutazione delle reti di ricombinazione e delle tariffe, efficaci dimensioni della popolazione, ma anche parametri che delineano col passare del tempo le mutazioni dai dati genetici campionati di sequenza.

Una cronologia evolutiva complessa dei coronaviruses del tipo di SAR

Questo documento ha dimostrato chiaramente che gli eventi di ricombinazione sono prevalenti in cronologia evolutiva dei coronaviruses del tipo di SAR e che le tariffe di ricombinazione nei coronaviruses stagionali umani suddetti tendono a variare con le tariffe di adattamento. Ciò implica che la ricombinazione possa essere utile alla forma fisica dei coronaviruses stagionali umani.

D'altra parte, la cronologia evolutiva dei coronaviruses del tipo di SAR è stata indicata per essere molto complessa e con poca rassomiglianza ad evoluzione del tipo di albero. Inoltre, i ricercatori hanno indicato che la ricombinazione è stata veduta soltanto fra i virus del tipo di SAR strettamente connessi in cronologia recente di SARS-CoV-2.

Una individuazione del notabile era che la ricombinazione egualmente abituale si presenta nei coronaviruses umani alle tariffe comparabili al reassortment in virus dell'influenza. I punti di interruzione di ricombinazione nei coronaviruses umani possono anche variare conformemente alle tariffe di adattamento attraverso i genoma, che suggerisce che eventi di ricombinazione sia selezionata positivamente o negativamente in base a dove tali punti di interruzione tendono ad accadere.

Rete di ricombinazione di esempio. Eventi che possono accadere su una rete di ricombinazione come considerato qui. Consideriamo gli eventi di accadere dal presente indietro a tempo all
Rete di ricombinazione di esempio. Eventi che possono accadere su una rete di ricombinazione come considerato qui. Consideriamo gli eventi di accadere dal presente a rovescio a tempo all'esperienza (come è la norma quando esamina i trattamenti coalescenti. Gli stirpi possono aggiungersi sopra gli eventi di campionatura, che si presentano ai punti temporali determinati predefned e sono condizionati sopra. Gli eventi di ricombinazione hanno spaccato il percorso di uno stirpe in due, con tutto da un lato di un punto di interruzione di ricombinazione che va in uno e tutto dall'altro lato di un punto di interruzione che va nell'altra direzione.

Ricostruzione filogenetica

È chiaro che conoscendo le dimensioni a cui la ricombinazione è preveduta per modellare SARS-CoV-2 fra anni successivi ed avere gli strumenti per identificare tali eventi e per condurre la ricostruzione filogenetica sarà un'aggiunta essenziale al nostro armamentario diagnostico.

“Stimando il caricamento deleterio dei virus prima e dopo la ricombinazione facendo uso di ricostruzione ancestrale di sequenza potrebbe contribuire a fare luce su quali sequenze sono favorite durante la ricombinazione,„ dica gli autori di studio in questo documento del bioRxiv.

“Ulteriormente, avendo sequenze supplementari per ricostruire i reticoli di ricombinazione, i coronaviruses stagionali dovrebbero chiarire l'evoluzione dei giochi di ricombinazione di ruolo a lungo termine di questi virus,„ essi concludono.

L'aumento plausibile dei recombinants SARS-CoV-2 in futuro aumenterà l'esigenza dei metodi che eseguono le illazioni filogenetiche e phylodynamic in presenza della ricombinazione. Per concludere, l'applicabilità dei modelli di ricombinazione aprirà la porta per l'uso più dominante dei modelli per lo studio della diffusione degli agenti patogeni.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Tomislav Meštrović

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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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