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
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
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