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Pronóstico de las mutaciones estacionales SARS-CoV-2

La enfermedad 2019 (COVID-19) de Coronavirus se ha extendido a casi cada país en el mundo. Mientras que la administración en masa de la vacunación ha permitido que muchos gobiernos desmonten restricciones, la afluencia constante de nuevas variantes amenaza a estabilidad.

Estudio: Predecir los impulsores mutacionales de las variantes futuras SARS-CoV-2 de la preocupación. Haber de imagen: CROCOTHERY/ShutterstockEstudio: Predecir los impulsores mutacionales de las variantes futuras SARS-CoV-2 de la preocupación. Haber de imagen: CROCOTHERY/Shutterstock

Muchos países europeos han introducido nuevas dimensiones de contener la transmisión y de animar vacunaciones, y las infecciones han comenzado a enarbolar de nuevo. Las variantes muestran a menudo la preocupación de características, tales como la capacidad de evadir inmunidad vacuna-inducida y natural, así como la transmisión creciente.

Recientemente, la variante de Omicron ha encendido miedos de hospitales abrumados. La mayor parte de estas variantes llevan las mutaciones que causan estas características. En un estudio publicado en remedio de translación de la ciencia, los investigadores han estado intentando crear una técnica para predecir cuáles de estas mutaciones se extenderán. 

El estudio

Los investigadores clasificaron cualquier cambio especificado del doblez en la frecuencia de las mutaciones del aminoácido a través de países múltiples como mutaciones “que se extendían”. Tabularon el número de series que contenían la mutación que era modelada comparado con las que no lo hicieron. Un cambio del doblez era calculado para cada mutación, y las mutaciones con un p-valor ajustado Benjamini-Hochbert importante de cualquier país fueron conservadas.

El equipo que entonces detectaron fue filtrado más a fondo, requiriendo cualquier mutación tener un cambio del doblez de una línea de fondo de por lo menos 10,0 en por lo menos un país, un cambio del doblez de por lo menos 2,0 a través por lo menos de tres países, y una frecuencia global mínima de 0,1% en la ventana posterior del tiempo.

Las series usadas para calcular el cambio del doblez de la línea de fondo y de la frecuencia de la condición atmosférica mínima cerco después de ésas usadas para que el entrenamiento modelo mantenga buena práctica. Esta definición fue encontrada para capturar la extensión de variantes del interés (VOIs) y de variantes de la preocupación (VOCs) global, así como de varias mutaciones menos bien conocidas.

Los investigadores probaron para la articulación entre todos los pares de mutaciones que se extendían para asegurarse de que ningunas de las mutaciones determinadas no acumulaban independientemente. Encontraron que más poco el de 5% de pares de la mutación mostraron el enriquecimiento para el co-acontecimiento a un régimen mayor que ocho veces.

Después de esto, los científicos tentativa determinar qué características de aminoácidos se podrían utilizar para predecir su extensión de la línea de fondo. Utilizaron angiotensina-convertir afinidad obligatoria de la enzima 2 (ACE2) mientras que el calculador de la mutación se extendió y cambia en la expresión in vitro de los mutantes de la proteína del pico.

Las contribuciones obligatorias de los epitopos sabidos del anticuerpo eran también efectivas en la extensión de la mutación que predecía, aunque la inmunogeneticidad de CD4+ y de CD8+ no fuera útil. Las muescas del tramitación (NLP) de lenguaje natural para la plausibilidad de la serie eran útiles. No obstante, la mejor característica para predecir extendida utilizó probabilidad fija de los efectos (FEL) para probar para la selección constante a través de los brazos de un árbol filogenético.

Las características epidemiológicas eran también muy útiles para las predicciones, como las variables miden más directamente cuentas muestreadas de la mutación. El medio exponencial cargado que alinea a través de variables epidemiológicas múltiples se conoce como la “muesca de Epi.” Es útil para capturar la extensión del linaje y la mutación periódica que ocurren en linajes múltiples por la evolución convergente.

Para asegurar esta aproximación trabajaría correctamente, los investigadores midió el funcionamiento profético de las muescas obligatorias del anticuerpo, revelando la contribución prevista del por ciento de cada sitio del pico a la afinidad del anticuerpo. Usando esto estimar immunodominance del linfocito B y después tomar el máximo del valor a través de los anticuerpos mostró a anticuerpo máximo la muesca obligatoria, aumentando importante este predictiveness métrico. Este método no era tan efectivo como las características epidemiológicas de examen para el predictiveness durante el verano de 2021 (cuando emergió la variante del delta).

Finalmente, los investigadores entrenaron a modelos para predecir la extensión de mutaciones usando tantas características discutidas previamente tan posibles, usando la regresión logística con estas características como entradas. Encontraron que los mejores calculadores eran características epidemiológicas y características positivas de la selección. El modelo completo que desarrollaron era comparable al funcionamiento profético de la muesca de Epi. Esto reveló que las cinco mutaciones superiores con el potencial de extenderse fueron extendidas a través de diversas proteínas. En la proteína del pico, G142 y T951 eran la mayoría a riesgo de extenderse; en NSP3, era A1711V; en la proteína del nucleocapsid, era Q9L; y en NSP2, era K81N.

Conclusión

Los autores destacan que han establecido con éxito un método de trabajo para predecir la extensión de mutaciones y lo han aplicado con éxito para determinar las mutaciones más probable en VOCs futuro. Sostienen que esta aproximación será increíblemente útil en la ayuda determinar las mutaciones muy probablemente para extender meses por adelantado, permitiendo que la investigación y el análisis comiencen anterior, potencialmente dando por resultado tratamientos y un consejo más rápidos.

Journal reference:
Sam Hancock

Written by

Sam Hancock

Sam completed his MSci in Genetics at the University of Nottingham in 2019, fuelled initially by an interest in genetic ageing. As part of his degree, he also investigated the role of rnh genes in originless replication in archaea.

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