memo-x

Berita, komentar, dan fitur terbaru dari The Memo X

Studi ini mengidentifikasi fitur kunci dalam genom SARS-CoV-2 yang penting untuk replikasi dalam sel pernapasan

Pandemi coronavirus (COVID-19) 2019 yang disebabkan oleh sindrom pernafasan akut parah coronavirus 2 (SARS-CoV-2) terus menyebar ke seluruh dunia.

Para peneliti di Institute of Medical Virology di University of Zurich di Swiss telah mengidentifikasi fitur-fitur dalam genom SARS-CoV-2 yang penting untuk pertumbuhan sel pernapasan manusia.

Studi tersebut dipublikasikan di jurnal PLoS BiologiDan Fitur pengurutan terungkap dalam varian SARS-CoV-2 yang menentukan replikasi sel. Ini menekankan kebutuhan untuk memantau dengan hati-hati saham SARS-CoV-2 saat mengidentifikasi fenotipe untuk varian baru yang menjadi perhatian.

Latar belakang studi

Pandemi virus corona yang pertama kali muncul pada Desember 2019 di Wuhan, China, telah menyebabkan lebih dari 125,43 juta kasus dan 2,75 juta kematian di seluruh dunia.

Meskipun upaya pengurutan skala besar telah mengidentifikasi beberapa varian SARS-CoV-2, masih belum jelas apakah banyak dari perubahan ini memengaruhi reproduksi, penularan, dan adaptasi virus.

Dalam virus, glikoprotein Spike (S) tetap di permukaan dan memfasilitasi masuknya virus ke dalam sel inang dengan mengikat reseptor untuk angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). Fusi membran virus inang bergantung pada pembelahan protease sel inang, yang terjadi setelah virion menempel pada membran sel inang atau selama pematangan virion.

Komponen virus lainnya termasuk protein membran (M), protein inti (N), dan protein amplop (E). Setelah virus memasuki sel inang, terjemahan RNA genom virus mengarah pada ekspresi banyak protein nonstruktural. Ini merupakan replikasi kompleks, atau replika, atau menjalankan fungsi penting tambahan dalam siklus hidup virus.

Coronavirus memiliki fungsi pemeriksaan, yang mengarah pada stabilitas genetik yang lebih kuat dibandingkan dengan virus RNA lainnya. Beberapa mutasi pada genom SARS-CoV-2 telah dilaporkan pada virus yang beredar di seluruh dunia. Beberapa di antaranya menunjukkan peningkatan proliferasi, yang menunjukkan fitur seleksi positif pada inang manusia baru.

Substitusi D614G dalam protein S segera mendominasi urutan setelah debutnya. Mutasi ini telah dikaitkan dengan peningkatan infeksi dan reproduksi virus, yang memfasilitasi penyebaran virus. Sementara itu, mutasi yang didapat baru-baru ini pada genom SARS-CoV-2 tampaknya meningkatkan reproduksi dan penularan pada manusia.

belajar

Peneliti mendeskripsikan 14 isolat SARS-CoV-2 yang diambil dari pasien yang dikumpulkan selama gelombang pandemi pertama di Swiss dari Maret hingga Mei 2020. Isolat ini mewakili beberapa kelompok virus yang beredar di Eropa pada awal 2020-an.

Namun, mutasi langka tambahan yang ditemukan pada protein S dan E diamati pada persiapan stok virus bagian rendah dalam sel Vero-CCL81. Ketika para peneliti menganalisis setiap isolat SARS-CoV-2 dalam sel Vero-CCL81 dan sel epitel bronkial primer manusia (BEpCs) yang berbeda, mereka menemukan pentingnya situs pembelahan S furin dan situs E 5/6. Infeksi ini mengidentifikasi infeksi SARS-CoV-2 pada sel pernapasan manusia.

READ  Teaser Secret Fortnite mengisyaratkan bahwa Musim 5 akan segera dimulai - apa yang kita ketahui sejauh ini

Para peneliti juga mencatat bahwa isolat yang mengekspresikan S G614 tampaknya berkembang biak lebih efektif daripada isolat dengan S D614.

Selain itu, isolat yang menggunakan pengganti Orf3a (Q57H) dan nsp2 (T85l) menunjukkan fenotipe replikasi sel. Isolat unik karena mengandung varian ini yang kurang efisien ditranskripsikan dalam sel Vero-CCL81 sambil mempertahankan kapasitas replikasi efektif dalam BEpC manusia primer.

Varian ini ditemukan di sekitar 20 persen rangkaian SARS-CoV-2 secara global. Namun, konsekuensi fungsionalnya masih belum jelas.

Tim juga mengamati bahwa menyiapkan stok SARS-CoV-2 dalam sel Vero-CCL81 membuat isolat memperoleh penggantian asam amino turunan bagian dalam protein E yang tidak terlihat pada bahan pasien. Mereka menunjukkan bahwa SARS-CoV-2 E memiliki spesies penting atau fungsi spesifik sel, dan mereka mengungkapkan bahwa residu dalam 5 dan 6 memainkan peran penting dalam beberapa aktivitas E penting.

Karakterisasi isolat SARS-CoV-2 dalam BEpC manusia primer.  (A) Skema representasi diferensiasi BEpC manusia utama di epitel pseudo-airway dengan kultur di ALI pada pelat transwell.  (B) BEpC yang dibedakan dari donor 1 terinfeksi dengan 6000 PFU dari setiap isolat SARS-CoV-2 dari sisi apikal.  Beberapa kali setelah infeksi dilakukan pencucian apikal, dan titer virus ditentukan dengan pemeriksaan plak.  Data mewakili rata-rata dan deviasi standar 3 dalam uji coba dependen, dengan setiap eksperimen dilakukan menggunakan transfer individu.  Garis putus-putus yang melintasi sumbu y pada 102 PFU / mL menunjukkan uji LoD.  (C) Nilai AUC untuk data replikasi virus yang ditunjukkan pada (B), dinormalisasi ke titer inokulum masing-masing isolat.  Data mewakili sarana dan deviasi standar dari tiga eksperimen independen.  ANOVA satu arah dilakukan pada data beralih log2 untuk menguji perbedaan yang signifikan antara isolat individu (p <0,0001).  Untuk menguji signifikansi statistik terhadap BavPat1, uji-t non-ganda digunakan pada data yang ditransformasikan log2 (* p <0,05; *** p <0,001).  (D) Pewarnaan imunofluoresen tidak langsung dari BEpC yang terinfeksi SARS-CoV-2.  BEpC yang dibedakan dari sisi apikal terinfeksi 6000 PFU dari isolat SARS-CoV-2 yang diindikasikan.  Pada 72 jam pasca infeksi, sel diperbaiki, permeabel, dan diwarnai dengan adanya sel yang terinfeksi (dsRNA; magenta), sel siliaris (tub-tubulin; cyan), sel goblet (Muc5AC; cyan), sel klub (uterus; globin; cyan), atau Basofil (P63; kuning).  Inti diwarnai dengan DAPI (biru).  Z-stack telah diubah menjadi gambar proyeksi yang ekstrim.  Bilah skala mewakili 9,6 μm.  Panah menunjukkan ko-lokalisasi.  Data menunjukkan subset gambar perwakilan dari dua percobaan independen yang dilakukan di donor BEpC berbeda (lihat juga Gambar S5-S10).  Untuk data dasar, lihat data S1.  ALI, antarmuka air-liquid;  ABK, area di bawah kurva;  BEpC, sel epitel bronkial;  LoD, batas deteksi;  PFU, unit pembentuk plak;  SARS-CoV-2, SARS-CoV-2, SARS-CoV-2.

READ  Dengan kedatangan pembaruan Airship, InnerSloth meningkatkan langkah berikutnya

Karakterisasi isolat SARS-CoV-2 dalam BEpC manusia primer.(A) Skema representasi diferensiasi BEpC manusia utama di epitel pseudo-airway dengan kultur di ALI pada pelat transwell. (B) BEpC yang dibedakan dari donor 1 terinfeksi dengan 6000 PFU dari setiap isolat SARS-CoV-2 dari sisi apikal. Beberapa kali setelah infeksi dilakukan pencucian apikal, dan titer virus ditentukan dengan pemeriksaan plak. Data mewakili rata-rata dan deviasi standar 3 dalam uji coba dependen, dengan setiap eksperimen dilakukan menggunakan transfer individu. Garis putus-putus yang melintasi sumbu y pada 102 PFU / mL menunjukkan uji LoD. (C) Nilai AUC untuk data replikasi virus yang ditunjukkan pada (B), dinormalisasi ke titer inokulum masing-masing isolat. Data mewakili sarana dan deviasi standar dari tiga eksperimen independen. ANOVA satu arah dilakukan pada data beralih log2 untuk menguji perbedaan yang signifikan antara isolat individu (p <0,0001). Untuk menguji signifikansi statistik terhadap BavPat1, uji-t non-ganda digunakan pada data yang ditransformasikan log2 (* p <0,05; *** p <0,001). (D) Pewarnaan imunofluoresen tidak langsung dari BEpC yang terinfeksi SARS-CoV-2. BEpC yang dibedakan dari sisi apikal terinfeksi 6000 PFU dari isolat SARS-CoV-2 yang diindikasikan. Pada 72 jam pasca infeksi, sel diperbaiki, permeabel, dan diwarnai dengan adanya sel yang terinfeksi (dsRNA; magenta), sel siliaris (tub-tubulin; cyan), sel goblet (Muc5AC; cyan), sel klub (uterus; globin; cyan), atau Basofil (P63; kuning). Inti diwarnai dengan DAPI (biru). Z-stack telah diubah menjadi gambar proyeksi yang ekstrim. Bilah skala mewakili 9,6 μm. Panah menunjukkan ko-lokalisasi. Data menunjukkan subset gambar perwakilan dari dua percobaan independen yang dilakukan di donor BEpC berbeda (lihat juga Gambar S5-S10). Untuk data dasar, lihat data S1. ALI, antarmuka air-liquid; ABK, area di bawah kurva; BEpC, sel epitel bronkial; LoD, batas deteksi; PFU, unit pembentuk plak; SARS-CoV-2, coronavirus sindrom pernapasan akut parah 2.

READ  Prancis melaporkan lebih dari 14.600 kasus baru COVID-19

Tim juga menemukan bahwa penghapusan intra-frame situs pembelahan furin di S dapat diperkaya dalam isolat SARS-CoV-2 selama perjalanan ke dalam sel Vero-CCL81. Sel Vero tampaknya tidak memiliki ekspresi TMPRSS2. Ini berarti bahwa mempertahankan situs pembelahan S furin tidak mungkin menguntungkan SARS-CoV-2 dalam sel-sel ini.

Hasil ini menekankan perlunya perawatan selama persiapan stok, khususnya di mana virus dibandingkan satu sama lain untuk fenotipe. Tim menambahkan bahwa garis sel yang berbeda seperti manusia Calu-3 lebih cocok untuk proliferasi SARS-CoV-2.

Namun, tim menemukan bahwa penghapusan intra-frame di situs pembelahan S furin melemahkan SARS-CoV-2 di BEpCs.

“Studi kami tentang adaptasi sel SARS-CoV-2 mengungkapkan sifat kritis dari situs pembelahan S furin ini untuk replikasi SARS-CoV-2 dalam sel utama pernapasan manusia, sebuah temuan yang mirip dengan apa yang baru-baru ini dijelaskan oleh orang lain menggunakan metode alternatif,” peneliti mencatat dalam penelitian tersebut.

Mereka menyimpulkan bahwa hasil tersebut menggambarkan fitur vital dalam genom SARS-CoV-2 yang penting untuk pertumbuhan virus dalam sel pernapasan manusia.

Memahami bagaimana varian SARS-CoV-2 memengaruhi sel sangat penting bagi para ilmuwan untuk mengembangkan pengobatan dan vaksin yang efektif untuk mengekang epidemi.