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El análisis de Nanopore determina modificaciones del pseudouridine en SARS-CoV-2

Pseudouridine es la modificación más común del ácido ribonucleico (ARN), resultando de la isomerización de la uridina (u), y se encuentra hacia adentro el alrededor 7% de todos los sitios de U excepto en el ARN de mensajero (mRNA), donde presenta lejos menos con frecuencia.

Los niveles de Pseudouridine se han encontrado para subir en respuesta a la tensión ambiental, según lo demostrado ordenando de la espectroscopia en masa y de la siguiente-generación.

La cuantificación de la modificación es difícil usando estos métodos, aunque los dispositivos recientemente desarrollados del nanopore se pueden utilizar para ordenar directamente el ARN mientras que descubren la posición de modificaciones epitranscriptomic.

En un papel cargado por teletratamiento recientemente al bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar por Fleming, desarrollan Mathewson y a Burrows (th10 de mayo de 2021), los dispositivos del nanopore que permiten la identificación del pasaje del pseudouridine a través de un sensor de la proteína. Este más futuro permitió que el grupo determinara cinco sitios conservados del pseudouridine en el 3' final de SARS-CoV-2 RNAs sub-genomic, que podría potencialmente ser beneficioso al virus en la evasión inmune.

Secuencia de tercera generación

Las tecnologías de secuencia de tercera generación implican el pasar de una única molécula de la DNA o del ARN con nanómetros de un poro apenas a través y el medir del cambio en un campo eléctrico, permitiendo que los investigadores deduzcan los pares bajos que pasan a través. Un arsenal diverso de plataformas de secuencia de tercera generación ha sido desarrollado por las compañías y las universidades en todo el mundo que operan conectado aproximaciones fundamental diversas.

En este caso, el dispositivo portátil del subordinado fue utilizado, que utiliza una proteína del motor del helicase para ratchet un cabo del ARN del 3' a 5' extremo a través de un poro. La constricción de los cambios del poro debido a las acciones recíprocas iónicas e hidrofóbicas como el cabo pasa a través, y las modificaciones poste-transcriptivas que influencian estas propiedades se pueden descubrir de esta manera.

El ARN directo que ordena para Ψ vigilando la corriente comparado con tiempo traza en una plataforma del nanopore-helicase de la proteína. (a) La isomerización de U rinde la pintura estructural de Ψ. (b) del montaje del nanopore de CsgGhelicase usado en las células de caudalómetro del subordinado R9.1.4/de Flongle manufacturadas por el Ontario. (c) Corriente del ión del ejemplo comparado con trazo del tiempo.
El ARN directo que ordena para Ψ vigilando la corriente comparado con tiempo traza en una plataforma del nanopore-helicase de la proteína. (a) La isomerización de U rinde la pintura estructural de Ψ. (b) del montaje del nanopore de CsgGhelicase usado en las células de caudalómetro del subordinado R9.1.4/de Flongle manufacturadas por el Ontario. (c) Corriente del ión del ejemplo comparado con trazo del tiempo.

El grupo de investigación generó RNAs sintetizado con los diversos índices de modificación del pseudouridine para fijar las diferencias en la señal electrónica generada, encontrando que la resolución de la detección para las modificaciones del pseudouridine basadas en cambios en el campo eléctrico era alrededor nueve nucleótidos, una ventana de cinco nucleótidos a cada lado de la modificación.

Dos helicases previstos para pasar los soportes del ARN a través del poro a los regímenes que diferían fueron utilizados. Fue observado que cada uno obró recíprocamente con la modificación del pseudouridine en conformaciones que diferían, un 70% de representación de la población y el otro 30%. Las diferencias de tiempo de intervalo entre estas poblaciones fueron encontradas más seguro a las pruebas a las cuales la subpoblación conformacional el pseudouridine perteneció que otras propiedades perceptibles tales como fuerza iónica, y disminuyen la ventana de la resolución de la detección de la modificación hacia abajo a apenas dos nucleótidos.

Semejantemente, los sitios sin modificar de U se podían distinguir de este modo. El tiempo de intervalo es también un factor menos falible y circunstancial relacionado que señal eléctrica, y el grupo sugiere una aproximación combinada para el análisis de la alto-confianza.

Pseudouridine soporta cuatro cambios a la estructura comparada a la uridina: un sitio dispensador de aceite de la ligazón de hidrógeno, introduciendo rigidez; una preferencia por un syn sobre una conformación anti; poco hydrophobicity; y talud que empila con las bases adyacentes. La rigidez creciente y el empilar perfeccionado son muy probablemente responsables por el mayor tiempo de intervalo observado, además de la conformación que difiere.

Sitios del pseudouridine SARS-CoV-2

Las series público disponibles del ARN SARS-CoV-2 cerco de pacientes y de soportar la modificación del pseudouridine fueron examinadas, incluyendo las poblaciones grandes de RNAs sub-genomic generadas durante la réplica que codifican para las proteínas estructurales vitales del virus.

Cinco sitios conservados fueron observados en el 3' final de muchas de estas series cortas del ARN, potencialmente indicando que son esenciales para la réplica u otro escenario del ciclo del virus. Las proteínas producidas por las vacunas del mRNA se modifican semejantemente con pseudouridine, y los esfuerzos futuros del descubrimiento de la droga podrían explotar más lejos este fenómeno estructural.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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