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A plataforma phylogenomic nova identifica taxas de recombinação aumentadas em SARS-CoV-2

Os pesquisadores nos Estados Unidos, em Austrália e no Reino Unido desenvolveram um método novo que permitisse a ascendência evolucionária (filogenia) do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) de ser procurarado detalhada por linhagens de recombinação.

O vírus SARS-CoV-2 é o agente responsável para a pandemia COVID-19 em curso que continua a levantar uma ameaça à saúde pública global e à economia mundial.

A recombinação é um contribuinte chave à variação genética que ocorre em SARS-CoV-2. Combinando o material genético dos genomas diversos, a recombinação pode gerar grupos novos de mutações que têm efeitos fenotípicos potencial importantes.

A pandemia COVID-19 conduziu um impulso inaudito no genoma do micróbio patogénico que arranja em seqüência e partilha de dados. Infelizmente, isto destacou as limitações de sistemas de software actuais, com os grandes conjunto de dados genomic frequentemente que excedem a capacidade de plataformas existentes e que aleijam a análise do tempo real da recombinação viral.

Agora, os pesquisadores da Universidade da California em Santa Cruz, o terreno do genoma de Wellcome em Cambridge, o Reino Unido, e a universidade de nacional australiano em Canberra desenvolveram uma plataforma chamada Recombinação Inferência que usa as colocações filogenéticas (ONDINHAS) de que pode procurarar a árvore filogenética inteira de SARS-CoV-2 e detectar a recombinação dentro e entre linhagens diferentes.

A equipe identificou 606 eventos da recombinação e calculou que aproximadamente 2,7% dos genomas SARS-CoV-2 arranjados em seqüência têm a ascendência de recombinação.

Yatish Turkahia e colegas diz que como as populações SARS-CoV-2 acumulam a diversidade genética e co-contaminam os anfitriões que abrigam a outra espécie de vírus, a recombinação jogará um papel cada vez mais grande em gerar a diversidade genética funcional.

As “ONDINHAS poised conseqüentemente para jogar um papel preliminar em detectar linhagens de recombinação novas e determinando seus impactos na diversidade genomic viral como a pandemia progride,” escrevem.

Uma versão da pré-impressão do artigo de investigação está disponível no server do bioRxiv*, quando o artigo se submeter à revisão paritária.

A monitoração da recombinação é essencial

A caracterização exacta e oportuna da recombinação é crítica a compreender a filogenia de SARS-CoV-2 em populações do animal humano, agrícola, e selvagem.

Contudo, a vasta quantidade de dados genomic gerados durante a pandemia COVID-19 oprimiu plataformas existentes da análise e impediu a análise do tempo real da recombinação viral.

As aproximações novas para detectar e caracterizar haplotypes de recombinação de SARS-CoV-2 são necessários avaliar seqüências variantes novas do genoma tão rapidamente como se tornam disponíveis, dizem Turakhia e colegas.

“Tal rotação rápida é essencial para conduzir um informado e resposta coordenada da saúde pública às variações SARS-CoV-2 novas,” escrevem.

As ONDINHAS procuraram exaustiva por melhorias óptimas da parcimónia usando colocações parciais do intervalo. (a): Uma filogenia com os 6 nós internos (etiquetados a-f), em que o nó f é esse que está sendo investigado actualmente como um de recombinação putativo. A contagem inicial da parcimónia do nó f é 4, de acordo com o alinhamento múltiplo da seqüência abaixo da filogenia, que indica a variação entre amostras e nós internos. Note que os nós internos não podem ter seqüências correspondentes na realidade, mas teste-o para a recombinação usando genomas ancestrais reconstruídos. (BD): Três colocações parciais dadas pontos de ruptura são mostradas com suas contagens resultantes da parcimónia. Locais da marca das setas que aumentam a parcimónia da soma das duas colocações parciais do F. A previsão parcial óptima da colocação e do ponto de ruptura para o nó f é no centro (c), com um ponto de ruptura após o local 9 e com colocações parciais como um irmão do nó c e como um descendente do nó D.
As ONDINHAS procuraram exaustiva por melhorias óptimas da parcimónia usando colocações parciais do intervalo. (a): Uma filogenia com os 6 nós internos (etiquetados a-f), em que o nó f é esse que está sendo investigado actualmente como um de recombinação putativo. A contagem inicial da parcimónia do nó f é 4, de acordo com o alinhamento múltiplo da seqüência abaixo da filogenia, que indica a variação entre amostras e nós internos. Note que os nós internos não podem ter seqüências correspondentes na realidade, mas teste-o para a recombinação usando genomas ancestrais reconstruídos. (BD): Três colocações parciais dadas pontos de ruptura são mostradas com suas contagens resultantes da parcimónia. Locais da marca das setas que aumentam a parcimónia da soma das duas colocações parciais do F. A previsão parcial óptima da colocação e do ponto de ruptura para o nó f é no centro (c), com um ponto de ruptura após o local 9 e com colocações parciais como um irmão do nó c e como um descendente do nó D.

Que os pesquisadores fizeram?

Agora, os pesquisadores desenvolveram o método novo das ONDINHAS, que pode detectar a recombinação em filogenias da pandemia-escala.

“Nossa aplicação extensivamente aperfeiçoada das ONDINHAS permite que procurare a árvore filogenética inteira e para detectar a recombinação dentro e entre as linhagens SARS-CoV-2 sem da priori definir um grupo de linhagens ou clade-definir mutações,” diga os pesquisadores.

“Esta é uma vantagem chave de nossa aproximação relativo a outros métodos que lidam com a escala dos conjunto de dados SARS-CoV-2 reduzindo o espaço de busca para eventos possíveis da recombinação.”

As ondinhas detectadas simularam recombinants com sensibilidade de 93% em apenas 6,25 minutos através de uma filogenia global que contem mais de 1,6 milhão seqüências SARS-CoV-2.

A equipe identificou 606 eventos originais da recombinação, para que o total combinado de amostras do descendente era 43.163.

Isto significa que aquele ao redor 2,7% das amostras do genoma estiveram pressupor para pertencer às linhagens de recombinação detectáveis.

Os pesquisadores dizem que desde que os eventos da recombinação que ocorrem entre linhagens virais genetically similares são desafiantes detectar, esta figura está esperada ser um underestimate potencial significativo da freqüência total da recombinação.

“A avaliação das ONDINHAS é provavelmente conservadora no que diz respeito à freqüência global da recombinação na população SARS-CoV-2,” diz a equipe.

“A proteína do ponto é um lugar preliminar da novidade funcional para linhagens virais”

As ONDINHAS revelaram que os pontos de ruptura da recombinação ocorreram desproporcionalmente na proteína do ponto SARS-CoV-2 - a estrutura que principal o vírus se usa para ligar a e contaminar pilhas.

“A proteína do ponto é um lugar preliminar da novidade funcional para linhagens virais como se adaptam à transmissão dentro e entre dos anfitriões humanos,” escreve Turakhia e colegas.

Os pesquisadores dizem que a descoberta do excesso de eventos da recombinação em torno do ponto, assim como relativamente os níveis elevados de recombinants que estão circulando actualmente, destaques que a importância de monitorar a evolução das linhagens virais novas que usam o tempo real analisa.

“Facilitar a análise do tempo real da recombinação entre dez dos milhares das seqüências SARS-CoV-2 novas que estão sendo geradas pelos grupos de investigação diversos mundiais cada dia, ONDINHAS fornece uma opção para avaliar dentro de minutos a evidência para a ascendência da recombinação em todas as amostras usuário-fornecidas,” eles escreve.

As “ONDINHAS, abrem conseqüentemente a porta para a análise rápida da recombinação em populações pesadamente provadas e em rápida evolução do micróbio patogénico, assim como fornecendo uma ferramenta para a investigação do tempo real dos recombinants durante uma pandemia,” conclui a equipe.

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:
Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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