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Le varianti emergenti SARS-CoV-2 contengono le mutazioni che interferiscono con l'ordinamento genomica

Mentre il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo ha cominciato il suo marzo micidiale attraverso il mondo alla fine del 2019, cominciando la pandemia di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19), il contenimento virale è stato il fuoco primario con il trattamento della malattia sintomatica.

La sorveglianza genomica ha svolto un ruolo con protagonista nell'identificazione in anticipo delle varianti emergenti di preoccupazione (VOCs) che minacciano di provocare le rinascite dell'infezione nelle aree con un certo grado di controllo. Questo VOCs contiene le mutazioni che possono permettere al virus di sfuggire alla neutralizzazione dagli anticorpi ad altri sforzi o di eludere la risposta immunitaria. Altre mutazioni possono aumentare l'infettività o il transmissibility virale.

Questo lavoro dipende dalla riunione delle sequenze del intero-genoma da ogni parte del mondo. Uno studio recente dai ricercatori nel Canada mostra come le mutazioni negli stirpi recentemente emergenti di SARS-CoV-2 possono interrompere il trattamento d'ordinamento ed interferire così con questa area importante della ricerca. Il gruppo ha rilasciato i loro risultati come pubblicazione preliminare sul " server " del medRxiv*.

Sfondo

L'ordinamento genomica è basato sull'uso di materiale genetico virale ampliato, o sull'acido ribonucleico (RNA), dagli esemplari clinici. L'amplificazione è necessaria perché le concentrazioni di RNA virale in tali campioni sono molto basse.

Il trattamento usato tipicamente per l'amplificazione è basato su amplicon che ordina, facendo uso delle reazioni a catena multiple della polimerasi (PCR) funzionate parallelamente. Ciascuno utilizza un insieme differente delle mani di fondo, o dei bit del RNA, che provocano il trattamento della sintesi del RNA.

Ogni mano di fondo deve legare alla sua regione complementare sul RNA virale, piuttosto come i due lati di una chiusura lampo che ingrana insieme. Poi avviano la sintesi di RNA complementare dal filo del modello.

Le mani di fondo sono utilizzate nelle paia e sono vacillate attraverso l'intero genoma, sperante di ampliare l'intero filo del RNA del virus. Tuttavia, le mutazioni nei più nuovi sforzi possono destabilizzare l'obbligazione fra la mano di fondo ed il RNA del modello, alteranti la loro prestazione.

Le lacune risultanti nella copertura del genoma diminuiscono il numero dei genoma completi di alta qualità SARS-CoV-2.

Che cosa ha stimolato questa ricerca?

Per esempio, il centro di British Columbia per il laboratorio della salute pubblica del controllo di malattie (BCCDC PHL) ha trovato i pezzi mancanti attraverso tre amplicons che hanno riguardato le parti del ORF virale (fotogramma di lettura aperto) 1a ed il gene della punta nel loro ordinamento delle razze del locale P.1 SARS-CoV-2 dallo schema liberato del amplicon.

Nello studio corrente, da British Columbia (BC), il Canada, i ricercatori ha esplorato le ragioni, mettenti a fuoco sulla prestazione di questo schema che usa i amplicons di 1.200 coppie di basi (bp) per ordinare il genoma virale. Hanno supposto che queste lacune erano dovuto l'errore della mano di fondo a causa delle mutazioni nella variante P.1.

Hanno analizzato le sequenze del locale P.1 ottenute dal BCCDC PHL prima del 7 aprile 2021 come pure quelli caricati al database mondiale SARS-CoV-2 hanno chiamato GISAID (iniziativa globale per la divisione di tutti i dati di influenza). Hanno trovato che più di 98% delle sequenze ha mostrato tre varianti al sito della mano di fondo.

Interessante, le varianti della mano di fondo erano negli stessi amplicons che non sono riuscito ad ampliare con lo schema liberato della mano di fondo. Questi erano amplicon 21, 24 e 25.

Le varianti della mano di fondo creano i disadattamento con il RNA del modello

In quello primo, il amplicon 21, i due disadattamento è stato trovato fra la mano di fondo ed il RNA variabile, una al 3' estremità, che è importante per la sintesi del RNA. Di conseguenza, questo amplicon è stato influenzato il più severamente in termini di profondità di copertura o il numero di legge.

Gli altri due amplicons hanno contenuto i singoli disadattamento con le mani di fondo, ma entrambi erano più vicini il 5' estremità del filo del RNA. Questa osservazione elimina l'interferenza ovvia con la sintesi del RNA che è veduta con il disadattamento del amplicon 21, significante che altre spiegazioni, posizione di funzionamento non basata da solo, devono essere cercate dalle osservazioni empiriche.

Riparazione della complementarità

I ricercatori hanno progettato le mani di fondo per completare le mani di fondo liberate, basante li sulle varianti che avevano trovato durante la loro analisi. Questi poi si sono aggiunti ai raggruppamenti liberati della mano di fondo alla stessa concentrazione molare, che ha migliorato la profondità media di copertura per amplicon 21 e 25 ai livelli raggiunti con stirpe non-P.1.

La profondità di copertura di Amplicon 25 è migliorato, comunque in piuttosto poca misura, quando la miscela è stata chiodata con una concentrazione molare più alta quattro volte di nuova mano di fondo.

Questi risultati sono stati abbinati agli stessi esemplari ordinati dal raggruppamento liberato non appuntito della mano di fondo per assicurarsi che punta-di mani di fondo permettesse che altri amplicons fossero ordinati con la stessa profondità di copertura. Lo stesso era vero per gli stirpi non-P.1.

Mutazioni diffuse della mano di fondo

I ricercatori poi hanno esplorato l'effetto delle mutazioni in tutto il altro VOCs corrente di circolazione, compreso B.1.1.7, B.1.351, P.1 e B.1.617, facendo uso sia del raggruppamento liberato della mano di fondo che del raggruppamento ARTICO della mano di fondo (v.3). Hanno scoperto che entrambi gli schemi indicati hanno alterato la prestazione dovuto niente di meno che 46 varianti ai siti della mano di fondo.

Di questi, di 34 influenzati l'ARTICO e di 12 il protocollo liberato. Il più grande effetto sul precedente è probabilmente perché usa i più piccoli amplicons, che significa che più mani di fondo sono camice necessario per ampliare l'intero genoma. Ciò è da a rotture indotte da mutazione più inclini di ordinamento.

I amplicons più lunghi diminuiscono l'effetto di diverse mutazioni del sito della mano di fondo, ma se uno è commovente, un più grande allungamento del genoma è commovente. Quindi, i pro - e - contro di uno schema della mano di fondo devono essere tenuti presente quando amplia i bit di RNA virale.

C'erano cinque varianti che pregiudicano l'ordinamento dello stirpe B.1.1.7, nove per il COV B.1.351, mentre sia B.1.617+ che gli stirpi P.1 hanno mostrato 16 varianti della mano di fondo. Molte di queste varianti hanno dominato il loro stirpe, come indicato dal fatto che con 12 di loro, 90% degli isolati ordinati per quello stirpe ha contenuto la variante di interesse.

Che cosa sono le implicazioni?

Lo studio mostra la natura cruciale degli effetti prodotti dalle mutazioni al sito della mano di fondo durante il protocollo di amplificazione. Ciò significa che i più nuovi stirpi devono essere tenuti la carreggiata per identificare tali mutazioni.

Come componente di questo trattamento, gli effetti reali delle varianti della mano di fondo devono essere convalidati in base ai dati del laboratorio.

Mediante l'uso di un programma già disponibile di bioinformatica, i ricercatori potevano scoprire la presenza di tre mutazioni che sono presenti in una proporzione sostanziale dello stirpe P.1. Potevano egualmente parzialmente correggere le lacune nella profondità di copertura di sequenza chiodando in mani di fondo del progettista.

Facendo uso dello stesso programma di PCR_strainer, egualmente hanno trovato tantissime varianti della mano di fondo che interrompono questi protocolli d'ordinamento comunemente usati e sono trovate in molti VOCs di circolazione.

Il gruppo conclude:

I nostri risultati indicano che gli estesi aggiornamenti per amplicon ampiamente usato che ordina gli schemi sono necessari immediatamente e che gli schemi della mano di fondo dovranno evolversi accanto a SARS-CoV-2. A lungo termine, la nostra combinazione di analisi di PCR_strainer e di convalida del laboratorio fornisce un approccio utile per il mantenimento dei protocolli d'ordinamento clinici SARS-CoV-2.„

avviso *Important

il medRxiv 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. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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