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A ferramenta para definir seqüências de nucleotide novas do ponto SARS-CoV-2 à linhagem de Pango ajusta-se

Sobre 2,2 milhão seqüências genomic do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) foram gerados desde o início da pandemia da doença 2019 do coronavirus (COVID-19).

O 5 de junho de 2021, estas seqüências foram e depositado e compartilhado internacional através da base de dados em linha GISAID. A análise destas seqüências fornece uma introspecção na evolução e na epidemiologia do vírus.

Estudo: A designação e a atribuição da linhagem de Pango que usam SARS-CoV-2 cravam seqüências de nucleotide do gene. Crédito de imagem: ktsdesign/Shutterstock.com

O sistema da nomenclatura de Pango

Um total de quatro sistemas diferentes da nomenclatura foi usado por cientistas para nomear e identificar os tipos SARS-CoV-2 e linages genetically distintos. Desenvolvido originalmente ao princípio de 2020, o sistema dinâmico da nomenclatura de Pango tem-se transformado desde uma ferramenta amplamente utilizada para a classificação SARS-CoV-2.

Pango, que é curto para a atribuição filogenética de linhagens nomeadas de Global Manifestação, examina a estrutura filogenética da pandemia em curso na alta resolução. A nomenclatura de Pango é projectada classificar os genomas SARS-CoV-2 completos ou próximo-completos. Tomado junto, o sistema de Pango contem sobre 1.300 linhagens que cobrem a diversidade genética inteira de SARS-CoV-2.

Contudo, uma seqüência incompleta do genoma SARS-CoV-2 que consista na seqüência de nucleotide completa da proteína do ponto, é gerada. A proteína do ponto contem o domínio receptor-obrigatório do vírus' (RBD), que liga à enzima deconversão 2 do receptor humano da pilha de anfitrião (ACE2) com afinidade alta. Em conseqüência, o RBD da proteína de S é o alvo preliminar da imunidade natural e vacina-induzida.

Estas seqüências incompletas, que são sabidas de outra maneira como seqüências de nucleotide do ponto-somente (SNSs), perguntas importantes do aumento em como Pango designa confiantemente o genoma a uma linhagem e atribui as seqüências de nucleotide do ponto-somente. Em um estudo recente publicado no bioRxiv* do server da pré-impressão, um grupo de pesquisadores determinou o grau a que as linhagens de Pango são seqüências de nucleotide de utilização distinguíveis do ponto-somente, com um foco nas variações SARS-CoV-2 actuais do interesse (VOCs).

Sobre o estudo

As mutações da proteína do ponto podem ser originais ou compartilhadas entre as linhagens SARS-CoV-2 diferentes. Os pesquisadores explorados como estas mutações do ponto observadas em freqüências de deferimento são usadas na classificação de genomas do ponto-somente.

Porque o SNSs é compartilhado entre dez ou centenas de linhagens de Pango, os pesquisadores introduziram a noção de designar tais seqüências a uma “linhagem ajustada” para representar a escala das linhagens de Pango que são consistentes com as mutações em um SNS dado. Isto pode apoiar a revelação das ferramentas de software que podem atribuir SNSs novo-gerado aos grupos da linhagem de Pango.

Resultados do estudo

No estudo actual, os pesquisadores extraíram SNSs dos genomas SARS-CoV-2 completos com designações de Pango. As seqüências do genoma das variações SARS-CoV-2 foram comparadas então à tensão SARS-CoV-2 original em um esforço para identificar todos os haplotypes do ponto do consenso (CSH) e grupos da linhagem.

Entre os genomas SARS-CoV-2 que foram identificados, os pesquisadores encontraram que sobre 89% das posições do ácido aminado no ponto a proteína variou entre estes genomas. Quando houver três variações genéticas possíveis que podem elevarar dentro da proteína do sike, os pesquisadores encontraram que 34% eram variações genéticas sinónimas, visto que as mudanças não-sinónimas e as mudanças do indel eram ambas consideravelmente raras. Tomadas junto, estas observações indicam que o SNSs pode conter bastante informação que pode ser usada para distinguir uma tensão SARS-CoV-2 de outras linhagens de Pango.

A análise de cada um das linhagens de Pango conduziu à observação que um pequeno número de mutações do ponto estiveram observadas em tudo, ou a quase todas, estas seqüências. Adicionalmente, SNSs distinto foi encontrado em números altos em cada um das linhagens de Pango, com o mesmo SNS identificado frequentemente em linhagens múltiplas de Pango. Há igualmente uma variação alta no número de SNSs que foi identificado em cada linhagem de Pango.

A análise de SNSs nas linhagens de Pango conduziu finalmente à conclusão que são insuficientes como um método para classificar cada linhagem de Pango. Em conseqüência, os pesquisadores do estudo actual giraram para CSHs.

Embora uma maioria de CSHs seja original a uma linhagem de Pango, outro será compartilhada entre linhagens múltiplas. Em conseqüência, os pesquisadores criaram o conceito da “de um grupo linhagem,” que descreve um grupo de linhagens que compartilham do mesmo CSH.

Cada grupo da linhagem deve ser projectado usando CSHs que é definido com um ponto inicial da freqüência da mutação (X) que seja mais baixo de 100%. Finalmente, esta aproximação é mais fácil à cura e interpreta em relação a quando SNSs apenas é usado.

Trace mostrar o número de mutações no CSH para uma linhagem dada em função do ponto inicial da freqüência da mutação (X) usado para definir o CSH. As linhagens mostradas são aquelas que contêm seqüências designadas >20 com seqüências de nucleotide do ponto e mutações completas do ponto >5. As linhagens que correspondem quatro ao cano principal VOCs estão coloridas individualmente, enquanto todas linhagens incluídas restantes são mostradas no verde.

Conclusões

Os pesquisadores escreveram um script pitão-baseado que pudesse output as atribuições ajustadas da linhagem baseadas em um modelo feito sob encomenda do pangoLEARN treinado em seqüências do ponto. Esta plataforma elimina toda a informação de oposição potencial que elevare de outra maneira quando somente SNSs é utilizado. Esta ferramenta está actualmente livre e disponível ao público em https://github.com/aineniamh/hedgehog.

“Nós, desenvolvemos conseqüentemente um sistema por que as seqüências do ponto-somente podem ser designadas “a uma linhagem ajustada” que contenha todas as linhagens de Pango consistentes com o CSH) dessa seqüência.”

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. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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