Unique SARS­CoV­2 variant exhibiting plenteous missense mutations in structural and nonstructural genes

Alnoura T.M.S., Ullah M.F., Elssaig E.H., Ahmed­Abakur E.H.

Реферат статті 

РЕЗЮМЕ. Визначення змін у варіанті SARS-CoV-2 вважається основним чинником, що поглиблює розуміння патогенних механізмів, а також допомагає при діагностиці, попередженні і лікуванні. Мета цього дослідження полягала у визначенні генетичної мінливості SARS-CoV-2. Послідовності SARS-CoV-2 було отримано з Національного центру біотехнологічної інформації (NCBI) і досліджено у відповідності до часу їх виділення та походження. Геномну послі-довність SARS-CoV-2, обліковий номер NC_045512, яка представляла першу виділену послідовність SARS-CoV-2 (Уханський штам), було використано як референтну послідовність. Отримані геномні послідовності SARS-CoV-2 порівнювали з цим Уханським штамом і вивчали відмінності між нуклео-тидами і білками. Послідовність SARS-CoV-2, обліковий номер MT577016, продемонстрував дуже низьку гомологічність, 98,75 %, порівняно з Уханським штамом NC_045512. Під час аналізу було виявлено 301 нуклеотидну зміну, які стосувалися 258 різних мутацій; більшість з них – 80 % (207/258) – були точковими місенс-мутаціями, наступними за кількістю – 17,1 % (44/258) – були мовчазними точковими мутаціями. Критичні мутації було визначено у структурних генах вірусу; про 16,7 % (43/258) мутацій було заявлено у гені S і одну місенс-мутацію спостерігали у гені E. Наші результати продемонстрували найнижчу гомологічність і відносно далекий філогенетичний зв’язок між цим варіантом SARS-CoV-2 і Уханським штамом, а також високу частоту мутацій, зокрема, мутації у генах шипів S і оболонки E.

Ключові слова: COVID-19, генетична мінливість, го-мологічність, філогенетичний, SARS-CoV-2

Цитологія і генетика 2021, том 55, № 5, C. 69-71

1. Faculty of Medical Laboratory Science, Department of Microbiology and Immunology Alzaiem Alazhari University, Khartoum North, 11111, Sudan
2. Department of Medical Laboratory Technology (FAMS), University of Tabuk, P.O. Box 741, Tabuk, 71411, Saudi Arabia
3. Prince Fahad Research Chair, University of Tabuk, P.O. Box 741, Tabuk 71411, Saudi Arabia

E-mail: telnour ut.edu.sa, m.ullah ut.edu.sa, eelssaig ut.edu.sa,

eosman ut.edu.sa, eltayib1974 yahoo.com

Alnoura T.M.S., Ullah M.F., Elssaig E.H., Ahmed­Abakur E.H. Unique SARS­CoV­2 variant exhibiting plenteous missense mutations in structural and nonstructural genes, Цитологія і генетика., 2021, том 55, № 5, C. 69-71.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
Tarig M.S. Alnour, Mohammad Fahad Ullah, Elmutuz H. Elssaig & Eltayib H. Ahmed-Abakur Unique SARS-CoV-2 Variant Exhibiting Plenteous Missense Mutations in Structural and Nonstructural Genes, Cytol Genet., 2021, vol. 55, no. 6, pp. 606–612
DOI: 10.3103/S0095452721060153

Посилання

1. Ahmed-Abakura, E.H., Challenge of COVID 19: pathogenicity, genetic variations and laboratory diagnosis, AJBSR, 2020, vol. 11, no. 1. https://doi.org/10.34297/AJBSR.2020.11.001604

2. Ahmed-Abakur, H.E. and Alnour, T.M.S., Genetic variations among SARS-CoV-2 strains isolated in China, Gen. Rep., 2020, vol. 21, p. 100925. https://doi.org/10.1016/j.genrep.2020.100925

3. Ceraolo, C. and Giorgi, F.M., Genomic variance of the 2019-nCoV coronavirus, J. Med. Virol., 2020, vol. 92, no. 5, pp. 522–528. https://doi.org/10.1002/jmv.25700

4. Chang, H.W., Egberink, H.F., Halpin, R., et al., Spike protein fusion peptide and feline coronavirus virulence, Emerg. Infect. Dis., 2012, vol. 18, no. 7, pp. 1089–1095. https://doi.org/10.3201/eid1807.120143

5. Deng, X., Gu, W., Federman, S., et al., Genomic surveillance reveals multiple introductions of SARS-CoV-2 into Northern California, Science, 2020, vol. 369, no. 6503, pp. 582–587. https://doi.org/10.1126/science.abb9263

6. European Centre for Disease Prevention and Control, Rapid Increase of a SARS-CoV-2 Variant with Multiple Spike Protein Mutations Observed in the United Kingdom 20 December 2020, Stockholm: ECDC, 2020. https://www.ecdc. europa.eu/sites/default/files/documents/SARS-CoV-2-variant-multiple-spike-protein-mutations-United-Kingdom.pdf.

7. Felsenstein, J., Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap, Evolution, 1985, vol. 39, pp. 783–791. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1985.tb00420.x

8. Khailany, R.A., Safdar, M., and Ozaslan, M., Genomic characterization of a novel SARS-CoV-2, Gene Rep., 2020, vol. 19, p. 100682 https://doi.org/10.1016/j.genrep.2020.100682

9. Kumar, S., Stecher, G., Li, M., et al., MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms, Mol. Biol. Evol., 2018, vol. 35, no. 6, pp. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096

10. Lokman, S.M., Rasheduzzaman, Salauddin, A., et al., Exploring the genomic and proteomic variations of SARS-CoV-2 spike glycoprotein: a computational biology approach, Infect. Genet. Evol., 2020, vol. 84, p. 104389. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2020.104389

11. Lu, R., Zhao, X., Li, J., et al., Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding, Lancet, 2020, vol. 395, no. 10224, pp. 565–574. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8

12. Naqvi, A.A.T., Kisa, F., Taj, M., et al., Insights into SARS-CoV-2 genome, structure, evolution, pathogenesis and therapies: structural genomics approach, Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis., 2020, vol. 1866, no. 10, art. 165878. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2020.165878

13. Raza, H., Wahid, B., Rubi, G., et al., Molecular epidemiology of SARS-CoV-2 in Faisalabad, Pakistan: a real-world clinical experience, Infect. Genet. Evol., 2020, vol. 84, art. 104374. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2020.104374

14. Saitou, N. and Nei, M., The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees, Mol. Biol. Evol., 1987, vol. 4, pp. 406–425. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a040454

15. Shu, B. and Gong, P., Structural basis of viral RNA-dependent RNA polymerase catalysis and translocation, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2016, vol. 113, no. 28, art. E4005-14. https://doi.org/10.1073/pnas.1602591113

16. Tamura, K., Nei, M., and Kumar, S., Prospects for inferring very large phylogenies by using the neighbor-joining method, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2004, vol. 101, no. 30, pp. 11030–11035. https://doi.org/10.1073/pnas.0404206101

17. Uddin, M., Mustafa, F., Rizvi, T.A., et al., SARS-CoV-2/ COVID-19: viral genomics, epidemiology, vaccines, and therapeutic interventions, Viruses, 2020, vol. 12, no. 5, p. 526. https://doi.org/10.3390/v12050526

18. van Pesch, V., van Eyll, O., and Michiels, T., The leader protein of Theiler’s virus inhibits immediate-early alpha/beta interferon production, J. Virol., 2001, vol. 75, no. 17, pp. 7811—7817. https://doi.org/10.1128/jvi.75.17.7811-7817.2001

19. Wang, C., Liu, Z., Chen, Z., et al., The establishment of reference sequence for SARS-CoV-2 and variation analysis, J. Med. Virol., 2020, vol. 92, no. 6, pp. 667–674. https://doi.org/10.1002/jmv.25762

20. Wu, F., Zhao, S., Yu, B., et al., A new coronavirus associated with human respiratory disease in China, Nature, 2020, vol. 579, no. 7798, pp. 265–269. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3