Badanie CDC ujawnia hybrydowy skok SARS-CoV-2 w wyniku rekombinacji delta/omikron.

Amerykańskie Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) przeprowadziło ogólnokrajowy nadzór nad genomem w celu zidentyfikowania i scharakteryzowania rekombinowanych genomów delta omicron koronawirusa zespołu ostrej ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2). W sumie zidentyfikowano dziewięć genomów z hybrydowym białkiem kolców delta omikron. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie pojawiające się choroby zakaźne.

Wyślij CDC — SARS-CoV-2 Delta-Omicron Rekombinowane wirusy, Stany Zjednoczone. Źródło obrazu: Design_Cells / Shutterstock

tło

Amerykańskie CDC zainicjowało krajowy program nadzoru szczepów SARS-CoV-2 w celu identyfikacji, scharakteryzowania i monitorowania pojawiających się wariantów SARS-CoV-2. Do tej pory w ramach programu zidentyfikowano 1,8 mln genomów SARS-CoV-2 ze Stanów Zjednoczonych i przekazano je do publicznych baz danych.

Koronawirusy często przechodzą rekombinację genetyczną, ewolucyjny proces generowania nowych wariantów wirusa o zwiększonej zdolności przenoszenia i patogenności. Proces ten definiuje się jako wymianę materiału genetycznego między dwoma różnymi wariantami wirusa, w wyniku której powstaje nowy wariant o nowych cechach.

Podczas trwającej pandemii koronawirusa 2019 (COVID-19) udokumentowano zdarzenia rekombinacji między wariantami alfa, delta, delta i omikron. Oczekuje się, że rekombinowany wariant delta omikronu znacząco wpłynie na skuteczność szczepionek i środków terapeutycznych ze względu na różnice genetyczne między wariantami i silną zdolność omikronu do unikania odporności.

W bieżącym badaniu naukowcy zamierzają zidentyfikować i scharakteryzować zrekombinowane genomy delta omikron w Stanach Zjednoczonych.

Rekombinowane genomy delta omikron

Naukowcy zidentyfikowali łącznie dziewięć sekwencji rekombinacji delta-omikronowej z zestawu danych National Genomic Surveillance Centers for Disease Control and Prevention przy użyciu szybkiej metody wykrywania rekombinacji międzyfazowej. Metoda wykrywa pojedynczy punkt przerwania w danym zakresie nukleotydów, w którym nie ma mutacji rozróżniających między blokami związanymi z delta i omikronem.

Wyniki ujawniły, że rekombinowane sekwencje zawierają mutacje sygnaturowe zarówno dla wariantów delta, jak i omikronu, zmieniając się z mutacji związanych z delta na mutacje związane z omikronem między aminokwasami wysokobiałkowymi 158 i 339.

Wcześniej zdarzenia rekombinacji delta Omicron zostały zidentyfikowane w Wielkiej Brytanii i Francji. Jednak dowody wskazują, że te zrekombinowane warianty mogły powstać w wyniku zanieczyszczenia laboratoryjnego, błędów w sekwencjonowaniu lub koinfekcji.

Aby wykluczyć te możliwości, naukowcy biorący udział w bieżącym badaniu zastosowali różne strategie sekwencjonowania w celu zbadania surowych danych odczytowych z określonych sekwencji rekombinowanych generowanych przez pętlę molekularną i strategie sekwencjonowania oparte na amplikonach. Wyniki ujawniły, że sekwencje konsensusowe wygenerowane przez nowo zastosowane strategie sekwencjonowania potwierdzającego są funkcjonalnie identyczne z odpowiadającymi im sekwencjami oryginalnymi.

Ponadto naukowcy dokonali fragmentacji zrekombinowanych sekwencji w określonym locus w przewidywanym miejscu rekombinacji. Dopasowując pofragmentowane sekwencje z sekwencjami referencyjnymi dla wariantów delta i omikronu, naukowcy zauważyli, że pierwsza część należy do kladu delta, a reszta do kladu omikronu.

Dodatkowa analiza sekwencji potwierdziła, że ​​charakterystyczne mutacje delta pokrywają się z charakterystycznymi mutacjami omikronowymi w zrekombinowanym wariancie. Ponadto białko wypustek po translacji wykazywało sekwencję hybrydową zawierającą różne aminokwasy z obu wariantów delta i omikronu z punktem przerwania między domeną N-końcową (NTD) a domeną wiążącą receptor (RBD) podjednostki S1 wypustki.

Skład kandydatów na rekombinowane genomy SARS-CoV-2. a) Profile aminokwasowe domniemanych substancji rekombinowanych w USA i Wielkiej Brytanii. Podstawienia aminokwasowe związane z wariantem delta są pokazane na pomarańczowo, podczas gdy podstawniki związane z wariantem omikronowym są pokazane na fioletowo; Liczby odpowiadają proporcji sklasyfikowanych sekwencji Omicron lub Delta zawierających to podstawienie (dodatek, https://wwwnc.cdc.gov/EID/article/28/7/22-0526-App1.pdf). Szare prostokąty wskazują wspólne podstawienia aminokwasów w obu sekwencjach Omicron i Delta. Białe prostokąty wskazują na brak zmian w przypadku wirusa Wuhan-Hu-1, podczas gdy czarne prostokąty wskazują na nieczęste warianty w agregatach sekwencji Delta lub Omicron. Wyświetlane są wyróżnione grupy; Sekwencje z USA wydają się mieć rekombinację w genie wypustek, a próbki z dwóch grup w Wielkiej Brytanii wykazują rekombinację w górę genu wypustek (reprezentujące grupę 1 w Wielkiej Brytanii https://github.com/cov-lineages/pango-designation/issues/445Wielka Brytania reprezentuje grupę 2 https://github.com/cov-lineages/pango-designation/issues/441). Zaobserwowano delecję 1,1 (Omicron) związaną z niepowodzeniem docelowego genu wypustki (Δ69-70), domeny wiążącej receptor i domeny zawierającej miejsce rekombinacji. b) Odsetek odczytów potwierdzających każdą pojedynczą zmianę i usunięcie nukleotydu wokół miejsca rekombinacji z zestawów danych Illumina (amplikony IDT xGen) wygenerowanych w Centers for Disease Control and Prevention. Pokazane są 2 rekombinanty (EPI_ISL_8981459, EPI_ISL_8981824), obok reprezentatywnego genomu AY.119.2 (delta) (EPI_ISL_6811176) i reprezentatywnego genomu BA.1.1 (Omicron) (EPI_ISL_9351600). Każdy słupek pokazuje proporcję odczytów zawierających dany allel A w nukleotydach oraz C, T i G) w każdym locus dla każdej próbki.Gwiazdki wskazują delecje, a warianty są związane z wirusem Wuhan-Hu-1.

Przestudiuj znaczenie

Badanie identyfikuje i charakteryzuje zrekombinowane genomy delta omikronowe zawierające hybrydowe białko wypustek. Pomimo obecności wariantów rekombinowanych w Stanach Zjednoczonych przez okres sześciu tygodni, liczba powstałych przypadków pozostaje niska. Większość przypadków wykryto w regionie środkowoatlantyckim Stanów Zjednoczonych. Jednak naukowcy nie byli w stanie ustalić powiązania epidemiologicznego ze względu na brak informacji identyfikujących dla próbek zawierających te zrekombinowane genomy.

Naukowcy zalecają ciągłe monitorowanie genomu w celu szybkiego wykrywania i monitorowania nowych zrekombinowanych wariantów ze względu na silny wpływ na ogólny stan zrekombinowanych wariantów.[jeśli–>[if–>