El estudio identifica una variante de Sars-CoV-2 con una deleción en su genoma

El profesor de genética Jörn Kalinowski y su equipo en el Centro de Biotecnología están utilizando la última nanosecuenciación para secuenciar los segmentos de genes más largos posibles e identificar deleciones en el genoma de las variantes del SARS-CoV-2. Crédito: Universidad de Bielefeld

Los análisis de genes automatizados de muestras de SARS-CoV-2 inspeccionan continuamente los segmentos de genes en el genoma del virus que han sufrido una deleción mutacional. Esto se revela en un nuevo estudio realizado por investigadores del Centro de Biotecnología de la Universidad de Bielefeld (CeBiTec) y el Hospital Evangélico Bethel (EvKB), uno de los hospitales de apoyo de la Facultad de Medicina de OWL. El equipo de investigación pudo demostrar que faltaba una gran parte del segmento del gen ORF8 en las muestras que analizaron. Se cree que esta región genética contribuye al retraso de las reacciones defensivas en el cuerpo humano. Si falta, existe la posibilidad de que el virus se vuelva menos patógeno, lo que significa que causará una enfermedad menos grave. El equipo de investigación publicó sus hallazgos en la revista Virus.

«Cuando los hospitales y las escuelas realizan pruebas de rutina para ver si las personas han contraído el virus, su objetivo principal es contener más infecciones», dice el investigador principal, el Dr. Jorn Kalinowski, genetista de CeBiTec. Cuando los laboratorios analizan muestras utilizando pruebas de PCR ampliamente disponibles, no solo tienen como objetivo determinar si hay una infección. Si encuentran un caso de infección, también verifican qué tipo de virus está involucrado. «Para hacer esto, es suficiente identificar distintas secciones de genes individuales que son típicas de las variantes de virus comunes». Actualmente, estos análisis suelen producir el mismo resultado en toda Europa: la variante delta, es mucho más contagiosa que las otras variantes.

«Debido a que solo se requieren unos pocos segmentos de genes para identificar una variante viral común, los laboratorios simplemente aceptan que no pueden identificar otros segmentos de genes», dice Kalinovsky. Una razón por la que no se puede determinar el genoma completo, por ejemplo, es una preparación insuficiente de la muestra. Además, a menudo ocurre que los programas de análisis no reconocen de manera óptima los nucleótidos individuales, los componentes básicos de los genes del genoma viral. En lugar de las letras A, T, G y C, que se utilizan para representar los componentes genéticos del genoma viral, el programa escribe la letra N en la secuencia del gen.

El programa actual documenta de manera engañosa partes genéticas faltantes

El estudio del equipo de investigación de Bielefeld encontró que este enfoque temporal podría conducir a un problema de gran alcance. «Las mutaciones pueden conducir a variantes de SARS-CoV-2 en las que se eliminan los segmentos genéticos más largos», dice el profesor Alexandre Cezerba de CeBiTec, coautor del estudio. «Descubrimos que el programa estándar de uso común inserta marcadores de posición en la secuencia del gen incluso cuando el segmento completo del gen no está presente en absoluto». Luego, la letra N se escribe en filas en la secuencia de genes.

«Este es un error sistemático», dice Jörn Kalinowski, «porque tal eliminación en el genoma es una pista importante cuando se trata de una exposición futura al coronavirus». Cuando hay una deleción en el segmento del gen, las características almacenadas en el gen afectado también desaparecen. A medida que el virus se multiplica, estas características dejan de transmitirse. «Además, las mutaciones que hacen que el virus sea más peligroso para los humanos ya no pueden evolucionar dentro de las deleciones en el genoma». Según Kalinovsky, esas piezas genéticas faltantes podrían ser una de las razones por las que el SARS-CoV-2 se ha adaptado a los humanos como su anfitrión. Esto haría que el virus fuera más contagioso, pero al mismo tiempo, menos peligroso. «En otras palabras, aparecerá con regularidad en diferentes regiones, como es el caso de otros coronavirus conocidos desde hace mucho tiempo que en la actualidad solo nos causan resfriados inofensivos».

Conocer la variante del virus ayuda a reconstruir las cadenas de infección.

Los investigadores descubrieron deleciones de genes en el virus al analizar muestras de virus de EvKB. Allí, el personal médico y los pacientes se someten a pruebas constantemente para detectar infecciones por coronavirus. El grupo de investigación de Kalinowski lleva analizando muestras del hospital desde abril de 2020. Para sus análisis, reciben extractos que contienen el material genético del virus. Estos provienen de hisopos de pacientes que dieron positivo. «El análisis detallado de las muestras nos permite reconstruir las cadenas de infección a medida que ocurren los casos», dice el médico líder, el Dr. Christian Scherer, jefe del departamento de microbiología de EvKB y coautor del estudio. En el apogeo de la segunda ola de infecciones en enero y febrero de 2021, Scherer y su equipo identificaron un grupo de infecciones. Pudieron contenerlos a través de una amplia selección y rastreo de contactos. La variante viral B.1.1.294 no pudo propagarse más en las salas.

Los análisis de CeBiTec confirmaron que las medidas de aislamiento en las salas afectadas tuvieron éxito. “Pudimos determinar esto precisamente porque descubrimos una característica especial de la variante del virus: faltan 168 nucleótidos en su código genético”, dice Jörn Kalinowski. Los componentes básicos de los genes faltaban en la región del gen ‘Open Reading Frame 8’ (ORF8), y esta información genética es presumiblemente responsable del hecho de que el virus logra retrasar la respuesta inmunitaria de los individuos infectados.

La función se ha agregado al software de análisis.

Los científicos pudieron detectar el nucleótido faltante porque también aplicaron la secuenciación de nanoporos, a diferencia de la prueba de PCR estándar. En comparación con las máquinas de secuenciación habituales, estas herramientas especiales permiten identificar segmentos de genes más largos. Los investigadores también agregaron otra funcionalidad al software de análisis de genes disponible gratuitamente que detecta y clasifica correctamente los nucleótidos faltantes en la secuencia genética. «Esta fue la única forma en que pudimos determinar que faltaba parte de la región del gen ORF8», dice Kalinowski.

“Este análisis nos permitió no solo determinar la masa en nuestro hospital, sino también asegurarnos de que la variante viral se había detenido con nosotros y que nadie se infectaría después de que fuera contenida”, dice Christian Scherer.

Diagrama de árbol filogenético que muestra variantes relevantes del virus mutante investigado

Los investigadores de CeBiTec querían saber el origen de la variante del virus con el fragmento genético eliminado. Para hacer esto, tomaron datos sin procesar de la base de datos central de variantes de coronavirus y los evaluaron utilizando su software especialmente desarrollado. «De este modo pudimos determinar dónde aparecieron otros ancestros de la variante que estábamos investigando y dónde podrían encontrarse variantes similares», explica Alexander Sherpa. Los científicos ilustran el resultado en un diagrama braquicéfalo para el SARS-CoV-2. Esto muestra, por ejemplo, que los precursores de la variante del virus se detectaron previamente en Dinamarca.

Los investigadores de CeBiTec también quieren permitir que otros científicos identifiquen los segmentos de genes faltantes en las variantes del SARS-CoV-2. Con este fin, están desarrollando más software de análisis, incluido el código fuente, para descargar en una plataforma relacionada.

«Si queremos aclarar las funciones de los genes individuales en el virus y cómo evoluciona, es importante para nosotros poder buscar más variantes con los límites de genes eliminados», dice Jörn Kalinowski. «Pero esto requiere acceso a todos los datos sin procesar de las muestras de coronavirus analizadas en todo el país. Desafortunadamente, las estrictas regulaciones de protección de datos actualmente lo impiden», dice.


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más información:
David Brandt et al., Múltiples repeticiones de la deleción de 168 nucleótidos en SARS-CoV-2 ORF8, inadvertidas por la secuenciación estándar de Amplicon y las líneas de contacto variantes, Virus (2021). doi: 10.3390 / v13091870

Presentado por la Universidad de Bielefeld

La frase: El estudio identifica una variante de Sars-CoV-2 con una deleción en su genoma (2021, 26 de octubre). Obtenido el 26 de octubre de 2021 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-sars-cov-variant-deletion- genoma. lenguaje de programación

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