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O estudo implica uma elevação provável dos recombinants SARS-CoV-2 futuros

Um repto surpreendente recente por pesquisadores dos E.U. revelou que a recombinação é não somente difundida na história evolucionária SARS-como de coronaviruses, mas pode igualmente aumentar traços da aptidão de coronaviruses sazonais. Seu papel está actualmente disponível no server da pré-impressão do bioRxiv* e ajusta a fase para o seguimento filogenética do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2).

Estudo: Testes padrões da recombinação nos coronaviruses. Crédito de imagem: NIAID
Estudo: Testes padrões da recombinação nos coronaviruses. Crédito de imagem: NIAID

Desde sua emergência, os dados genéticos da seqüência foram usados para estudar a evolução e a propagação de SARS-CoV-2, um agente causal da pandemia da doença 2019 do coronavirus (COVID-19). Conseqüentemente, a comunidade de pesquisa abraçou rapidamente métodos filogenéticas e phylodynamic como ferramentas essenciais para estudar este vírus do RNA.

Ao lado das mutações causadas por erros durante o processo da réplica, os vários processos da recombinação podem contribuir à diversidade genética em vírus do RNA. Além disso, o reassortment nos vírus segmentados (tais como rotaviruses ou virus da gripe) pode conduzir à prole que abrigam segmentos das linhagens diferentes do pai.

Em todo caso, a recombinação desafia constantemente métodos filogenéticas, porque rompe a suposição central que a história evolucionária dos indivíduos pode ser typified por árvores filogenéticas de ramificação. Conseqüentemente, a recombinação necessita a representação da ascendência compartilhada de um grupo de seqüências como uma rede.

Neste estudo, o Dr. Nicola Felix Müller, o Dr. Kathryn E. Kistler e o Dr. Trevor Bedford do centro de investigação do cancro de Fred Hutchinson e da universidade de Washington em Seattle (E.U.) desenvolveram uma cadeia de Markov Monte - a aproximação de Carlo para pressupr eficientemente redes da recombinação dos dados genéticos da seqüência sob um modelo do molde-interruptor da recombinação.

História evolucionária SARS-como de vírus. Uma rede máxima da credibilidade do clade SARS-como de vírus. Os pontos azuis denotam amostras e eventos da recombinação dos pontos do verde. Tempos comuns do antepassado de B de Wuhan Hu1 (SARS-CoV-2) com di?erent SARS-como vírus em di?posições erent do genoma. A y-linha central denota tempos comuns do antepassado na escala do registro. C a maioria de hora recente em qualquer lugar no genoma que Wuhan-Hu1 compartilhou de um antepassado comum com os di?erent SARS-como vírus
História evolucionária SARS-como de vírus. Uma rede máxima da credibilidade do clade SARS-como de vírus. Os pontos azuis denotam amostras e eventos da recombinação dos pontos do verde. Tempos comuns do antepassado de B de Wuhan Hu1 (SARS-CoV-2) com o diferente SARS-como vírus em posições diferentes do genoma. A y-linha central denota tempos comuns do antepassado na escala do registro. C a maioria de hora recente em qualquer lugar no genoma que Wuhan-Hu1 compartilhou de um antepassado comum com o diferente SARS-como vírus

Avaliando testes padrões da recombinação

Os pesquisadores reconstruíram a história da recombinação SARS-como de vírus, que inclui o SARS-CoV-1 e a novela originais SARS-CoV-2, assim como de coronaviruses relacionados do bastão e do pangolin. Têm investigado então em que vírus diferentes dos exemplos compartilharam por último de um antepassado comum ao longo do genoma.

Os testes padrões da recombinação foram avaliados mais no coronavirus respiratório da síndrome de Médio Oriente (MERS-CoV) com sobre 2.500 casos confirmados nos seres humanos, assim como nos coronaviruses sazonais humanos OC43, 229E, e NL63 que mostram circulação sazonal difundida.

Apontaram em seguida ver se as taxas de recombinação estão aumentadas nas partes do genoma que igualmente mostram sinais fortes da adaptação. Isto foi feito computando as taxas de adaptação em partes diferentes dos genomas dos coronaviruses humanos sazonais

Em curto, tal aproximação e este tipo de estrutura permitidos combinaram a avaliação de redes da recombinação e de taxas, tamanhos eficazes da população, mas igualmente parâmetros que traçam mutações ao longo do tempo dos dados genéticos provados da seqüência.

Uma história evolucionária complexa SARS-como de coronaviruses

Este papel demonstrou claramente que os eventos da recombinação são predominantes na história evolucionária SARS-como de coronaviruses e que as taxas de recombinação em coronaviruses sazonais humanos acima mencionados tendem a variar com taxas de adaptação. Isto implica que a recombinação pode ser benéfica à aptidão de coronaviruses sazonais humanos.

Por outro lado, a história evolucionária SARS-como de coronaviruses foi mostrada para ser muito complexa e com pouca semelhança árvore-como à evolução. Além, os pesquisadores mostraram que a recombinação estêve considerada somente entre estreitamente relacionado SARS-como vírus na história recente de SARS-CoV-2.

Um encontrar do notable era que a recombinação igualmente ocorre habitualmente em coronaviruses humanos nas taxas comparáveis ao reassortment nos virus da gripe. Os pontos de ruptura da recombinação em coronaviruses humanos podem igualmente variar de acordo com taxas de adaptação através dos genomas, que sugere que eventos da recombinação esteja seleccionada positivamente ou negativamente com base em onde tais pontos de ruptura tendem a ocorrer.

Rede da recombinação do exemplo. Eventos que podem ocorrer em uma rede da recombinação como considerado aqui. Nós consideramos eventos ocorrer para trás do presente a tempo ao passado (como é a norma ao olhar processos coalescentes. As linhagens podem ser adicionadas em cima dos eventos da amostra, que ocorrem no prede?os pontos ned a tempo e são condicionados sobre. Os eventos da recombinação racharam o trajecto de uma linhagem em dois, com o tudo em um lado de um ponto de ruptura da recombinação que vai em um e o tudo no outro lado de um ponto de ruptura que vai no outro sentido.
Rede da recombinação do exemplo. Eventos que podem ocorrer em uma rede da recombinação como considerado aqui. Nós consideramos eventos ocorrer a tempo do presente inverso ao passado (como é a norma ao olhar processos coalescentes. As linhagens podem ser adicionadas em cima dos eventos da amostra, que ocorrem em pontos predefned a tempo e são condicionados sobre. Os eventos da recombinação racharam o trajecto de uma linhagem em dois, com o tudo em um lado de um ponto de ruptura da recombinação que vai em um e o tudo no outro lado de um ponto de ruptura que vai no outro sentido.

Reconstrução filogenética

É claro que conhecendo a extensão a que a recombinação é antecipada para dar forma a SARS-CoV-2 nos anos subseqüentes e em ter as ferramentas para identificar tais eventos e para os conduzir a reconstrução filogenética será uma adição essencial a nosso armamentarium diagnóstico.

“Calcular a carga deletéria dos vírus antes e depois da recombinação que usa a reconstrução ancestral da seqüência poderia ajudar a derramar a luz em que as seqüências são favorecidas durante a recombinação,” diz autores do estudo neste papel do bioRxiv.

“Adicionalmente, tendo as seqüências adicionais para reconstruir testes padrões da recombinação, os coronaviruses sazonais devem esclarecer a evolução dos jogos da recombinação do papel a longo prazo destes vírus,” eles concluem.

A elevação plausível dos recombinants SARS-CoV-2 no futuro aumentará a necessidade para os métodos que executam inferências filogenéticas e phylodynamic na presença da recombinação. Finalmente, a aplicabilidade de modelos da recombinação abrirá a porta para o uso mais patente dos modelos para estudar a propagação dos micróbios patogénicos.

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

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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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