Аннотация генома коронавируса раскрывает различия в аминокислотах с другими вирусами SARS

Исследователи Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний и их сотрудники провели углубленную аннотацию генома вновь обнаруженного коронавируса (2019-nCoV)
Spread the love

New York – Исследователи Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний и их сотрудники провели углубленную аннотацию генома вновь обнаруженного коронавируса (2019-nCoV), обнаружив несколько различий между 2019-nCoV и тяжелым острым респираторным синдромом (ТОРС) или коронавирусами, похожими на атипичную пневмонию (SARS).

В исследовании, опубликованном недавно в Cell Host & Microbe, исследователи описали их систематическое сравнение 2019-nCoV и некоторых других SARS и SARS-подобных вирусов, выявив 380 аминокислотных замещений между этими коронавирусами, которые, возможно, вызвали функциональную и патогенную дивергенцию в 2019-nCoV.

Коронавирусы генетически разделены на четыре основных рода: Альфакоронавирус, бетакоронавирус, гаммакоронавирус и дельтакоронавирус. Ранее было идентифицировано шесть видов коронавирусов человека, включая HCoV-NL63 и HCoV-229E, которые относятся к роду альфакоронавирусов, и HCoV-OC43, HCoV-HKU1, коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) и коронавирусный синдром ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV), которые все относятся к роду бетакоронавирусов.

Геномы коронавирусов варьируются в диапазоне примерно от 26 000 до 32 000 оснований и включают от шести до 11 открытых рамок считывания (ORF), отметили исследователи. Первые ORF составляют приблизительно 67 процентов всего генома и кодируют 16 неструктурных белков, в то время как остальные ORF кодируют аксессуарные белки и структурные белки. Четырьмя основными структурными белками являются гликопротеин поверхности шипа (S), белок малой оболочки (E), белок матрицы (M) и белок нуклеокапсида (N). Гликопротеин поверхности спайка играет существенную роль в связывании с рецепторами на клетке-хозяине и определяет тропизм хозяина. Спайковые белки SARS-CoV и MERS-CoV связываются с различными рецепторами хозяина через различные рецепторно-связывающие домены.

Для данного исследования исследователи выполнили углубленные аннотации геномов первых трех детерминированных геномов 2019-nCoV – HB01, HB04 и HB05 – и сравнили их с родственными коронавирусами, в том числе 1008 человеческих SARS-CoV, 338 летучих мышей SARS-подобных CoV и 3131 человеческих MERS-CoV.

На уровне аминокислот исследователи обнаружили, что 2019-nCoV был довольно похож на SARS-CoV, но также увидели некоторые заметные различия. Например, белок 8a присутствовал в SARS-CoV, но отсутствовал в 2019-nCoV. Белок 8b содержал 84 аминокислоты длиной в SARS-CoV, а в 2019-nCoV – 121 аминокислоту длиной в 2019-nCoV. Напротив, 3b белка – 154 аминокислоты в SARS-CoV, а в 2019-nCoV – только 22 аминокислоты в длину.

“Необходимы дальнейшие исследования, чтобы охарактеризовать, как эти различия влияют на функциональность и патогенез 2019-NCoV”, – пишут авторы.

Основываясь на филогенетическом анализе целых геномов различных вирусов, исследователи обнаружили, что 2019-nCoV находится в той же группе бетакоронавирусов, что и MERS-CoV, SARS-подобная CoV летучей мыши и SARS-CoV, но что 2019-nCoV имеет наибольшее сходство с SARS-подобной CoV летучей мыши, и в меньшей степени связан с MERS-CoV.

Эти результаты похожи на результаты другой группы китайских исследователей, которые опубликовали исследование в The Lancet в конце января, отметив, что 2019-nCoV генетически отличался от вируса атипичной пневмонии, который вызвал эпидемию в 2002 и 2003 годах, а также от вируса MERS, который был обнаружен в 2012 году.

Однако, несмотря на то, что филогенетический анализ всего генома и отдельных генов четко показал, что 2019-nCoV наиболее тесно связан с вирусами летучих мышей, похожими на атипичную пневмонию, исследователи для данного исследования заявили, что не нашли ни одного штамма вируса летучих мышей, который бы укрывал все белки с наибольшим сходством с аналогами 2019-nCoV.

“Учитывая тесную взаимосвязь между 2019-nCoV и SARS-CoV или SARS-подобными CoV летучих мышей, исследование замещений аминокислот в различных белках могло бы пролить свет на то, как 2019-nCoV структурно и функционально отличается от SARS-CoV”, – заключили авторы. “Всего между аминокислотными последовательностями 2019-nCoV (HB01) и соответствующими консенсусными последовательностями атипичной пневмонии и атипичной пневмонии” было произведено 380 замещений аминокислот.

Соответственно, Калифорнийский университет, Институт геномики Санта-Крус заявил в конце прошлой недели, что он разместил полный биомолекулярный код 2019-NCoV для использования исследователями. Инженеры UCSC Genome Browser чертят данные, помещенные в Национальный центр биоинформатики (NCBI) Национального института здравоохранения, и обрабатывают их для визуального отображения вируса.

“Когда мы отображаем данные о коронавирусе в браузере UCSC Genome Browser, это позволяет исследователям взглянуть на структуру вируса и, что более важно, работать с ним, чтобы они могли исследовать, как они собираются атаковать его”, – говорится в заявлении инженера UCSC Genome Browser Хирама Клоусона (Hiram Clawson).

Браузер также позволяет делать аннотации, чтобы исследователи могли сотрудничать и обмениваться экспериментальной информацией.


Источник

Leave a Reply