COVID-19-kestävyysgeenit: DNA-merkkien tunnistaminen, jotka vastaavat koronaviruksen vastustuskykyä ja alttiutta
Koronavirukset (CoVs) (järjestö Nidovirales, perhe Coronaviridae, alaperhe Coronavirinae) aiheuttavat hengitystiesairauksien puhkeamisia monilla selkärankaislajeilla. Ne ovat suuri perhe yksijuosteisia RNA-kapseloituja viruksia (+ssRNA), joita voidaan eristää eri eläinlajeista. Niiden genomikoot vaihtelevat 26:sta 32 kilobittiin (kb) pituudeltaan, ollen suurimmat genomit RNA-viruksille (mikä lisää kasvomaskien tehokkuutta). COVID-19, joka tunnetaan myös nimellä vakava akuutti hengitysoireyhtymä koronavirus 2 (SARS-CoV-2), tai "uusi koronavirus 2019", on uusi virus ja alamme juuri ymmärtää vastustuskykyä ja alttiutta ihmisillä.
COVID-19 on samanlainen kuin vakava akuutti hengitysoireyhtymä (SARS) siinä mielessä, että molemmat virukset tartuttavat ihmishoitonsa saman reseptorin, angiotensiiniä muuttavan entsyymin 2 (ACE2-reseptori), kautta ja aiheuttavat samanlaisia kliinisiä ja patologisia piirteitä. Mielenkiintoista on, että piikkiproteiini, joka on vastuussa reseptorin sitoutumisesta, on erittäin samanlainen 2019-nCoV:n ja SARS-CoV:n välillä, mikä on seurausta merkittävästä valinnasta saman reseptorin puolesta (Wu., 2020). Tutkimus siitä, miten kehomme puolustautuvat SARS:ilta, saattaa paljastaa, miten kehomme voisi puolustautua covid-19:ltä.
Useat viimeaikaiset koko genomin assosiaatiotutkimukset (GWAS) ovat antaneet paljon syvempää tietoa geneettisistä vaihteluista, jotka voivat auttaa selittämään, miksi jotkut yksilöt ovat käytännössä immuuneja COVID-19:lle, kun taas toisille virus on hengenvaarallinen tai jopa kohtalokas.
Tässä viestissä tarjoamme katsauksen vertaisarvioituun kirjallisuuteen ja esittelemme tietoa SARS-CoV-resistenssiin liittyvistä kandidaattigeeneistä. Jos olet ottanut kotona tehtävän DNA-testin, kuten 23andMe:n, Ancestry DNA:n tai Dante Labsin tarjoamat, voit arvioida raakadataasi ja nähdä, miten DNA-sekvenssisi vertautuu tutkimustuloksiin.
Kuinka analysoida DNA:si koronaviruksen vastustuskyvyn tai alttiuden selvittämiseksi?
Vaihe 1) Lataa raakagenomi DNA-tiedostosi ja tallenna se turvalliseen ja suojattuun paikkaan
Analysoidaksesi DNA-tietojasi, aloita lataamalla raakagenomi DNA:si ja tallenna se turvalliseen paikkaan. Tässä ovat ohjeet raakagenomi DNA-tiedostosi lataamiseen: 23andMe, Ancestry DNA, Family Tree DNA, Dante Labs, My Heritage, Genes For Good, Vitagene, and Living DNA.
Vaihe 2) Analysoi raaka DNA-tiedostosi.
Hae raakadataasi DNA:sta tekstieditorilla, kuten "text wrangler" tai "notepad", käyttäen "etsi" toimintoa tai komentoriviä.
Avaa raakadataasi DNA:sta ja huomaat ainutlaatuisten SNP ID (rs# tai i#), kromosomin, sijainnin ja genotyypin otsikot. Muodot vaihtelevat hieman eri suoraan kuluttajille suunnattujen DNA-testiyritysten välillä.
Arvioidaksesi riskiäsi huonosta toipumisesta COVID-19:stä, etsi seuraavia DNA-markkereita, jotka on kuvattu alla:
Useita genomitason assosiaatiotutkimuksia (GWAS) on äskettäin julkaistu, jotka kuvaavat lokuksia, jotka liittyvät hengitysvaikeuksiin SARS-CoV-2-viruksella infektoiduilla potilailla, ja kolme tutkimusta tunnisti SNP-markkereita samassa ~50 kb:n genomi segmentissä, joka on periytynyt neandertalilta.
(Ellinghaus D et al., 2020, Zeberg & Pääbo, and Blokland et al., 2020). Lisäksi nämä GWAS-tutkimukset tunnistivat useita muita DNA-markkereita, jotka liittyvät COVID-19:ään, ja jokainen näistä esitetään alla olevassa taulukossa.In addition, other DNA markers covered in this post include rs4804803 which was associated with SARS, and those positioned in the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) receptor which was proved to be the same receptor for the human respiratory coronavirus NL63, , SARS-coronavirus (SARS-CoV), and the novel coronavirus 2019-nCoV/SARS-CoV (Li et al., 2017; Lu et al., 2019). Since the spike protein of the coronavirus has evolved to match the ACE2 receptor, it's likely that individuals with variations that alter the protein sequence would result in a degree of resistance to covid-19. Below are non-synonymous SNPs from the ACE2 transcript NM_021804.2 and of particular interest are SNPs that cause major changes like rs199951323 which results in a premature stop codon.
| 'Geeni' | dbsnp | Kromosomi (GRCh37). | POS | REF | ALT | 'Riskialleelit' | 'Merkki Vaikutus' | 'Viite' |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IVNS1ABP | rs6668622 | 1 | 185414582 | T | C | Herkkä Variantti T:T ja T:C miehillä.s | Kertoimen suhde 1,44. | Roberts., 2020; |
| SRRM1 | rs111972040 | 1 | 24999361 | A | G | 'riski genotyypit G:G ja A:G, 3_prime_UTR_variantti' | Sairaalahoitoon liittyvä suhteellinen riski = 8,29. | |
| LZTFL1 | rs35044562 | 3 | 45909024 | A | G | 'riski genotyypit G:G ja A:G, intronimuunnos, geeninen ylävirta transkriptimuunnos' | odds ratio 1.60 | Blokland et al., 2020; Zeberg & Pääbo |
| LZTFL1 | rs11385942 | 3 | 45876460 | A | - or A or AAA | InDel, A:A and A:- 'on korkeampi alttius hengitysvajaukselle, intronimuunnos' | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| LZTFL1 | rs10490770 *LD with rs11385942 | 3 | 45864732 | T | C | 'riskogenotyypit T:C ja C:C, intronimuunnos' | Kertoimen suhde heterotsygoottisille kantajille on 1,7. | Zeberg and Pääbo., 2020; |
| LZTFL1 | rs67959919 *LD with rs11385942 | 3 | 45871908 | G | A | 'riskogenotyypit G:A ja A:A, intronimuunnos' | Kertoimen suhde heterotsygoottisille kantajille on 1,7. | |
| LZTFL1 | rs35624553 *LD with rs11385942 | 3 | 45867440 | A | G | 'riskogenotyypit G:A ja G:G, intronivariantti' | Kertoimen suhde heterotsygoottisille kantajille on 1,7. | |
| LZTFL1 | rs71325088 *LD with rs11385942 | 3 | 45862952 | T | C | 'riskogenotyypit C:T ja C:C, intronivariantti' | Kertoimen suhde heterotsygoottisille kantajille on 1,7. | |
| ABO | rs657152 | 9 | 136139265 | A | C or T | 'Riskialleeli, intronimuunnos' | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| Intergenic | rs5798227 | 12 | 53120100 | C | - | Riskialleeli on poisto. | p = 2.2x10-7 | Blokland et al., 2020; |
| IGHV3-7 | rs11844522 | 14 | 106522576 | C | T | Herkkä vaihtelu T:T, C:T. | p=1.9x10-7 | |
| Immunoglobulin Lambda Locus (IGL) | rs73166864 | 22 | 23340580 | T | C or G | Herkkä vaihtelu T:T ja T:C. | odds ratio 1.7 | Roberts., 2020; |
| TLR7 | rs200553089 | ChrX | 12906010 | G | T | 'riskogenotyypit T:G ja T:T, missense_variantti' | Made et al., 2020; | |
| 'Samanmerkityksiset SNPt sijoitettuna ACE2:een' | ||||||||
| ACE2 | rs373153165 | chrX | 15580093 | C | T or A | 'vaihtelumuoto' | p.Asp785Asn/c.2353G>A | Cao et al., 2020 |
| ACE2 | rs140016715 | chrX | 15582154 | G | A | 'vaihtelumuoto' | p.Arg768Trp/c.2302C>T | |
| ACE2 | rs147311723 | chrX | 15582265 | G | A | 'vaihtelumuoto' | p.Leu731Phe/c.2191C>T | |
| ACE2 | rs41303171 | chrX | 15582298 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Asn720Asp/c.2158A>G | |
| ACE2 | rs370187012 | chrX | 15582327 | C | T | 'vaihtelumuoto' | p.Arg710His/c.2129G>A | |
| ACE2 | rs776995986 | chrX | 15582334 | G | A | 'vaihtelumuoto' | p.Arg708Trp/c.2122C>T | |
| ACE2 | rs149039346 | chrX | 15584416 | A | G | 'vaihtelumuoto' | p.Ser692Pro/c.2074T>C | |
| ACE2 | rs200180615 | chrX | 15584488 | C | T | 'vaihtelumuoto' | p.Glu668Lys/c.2002G>A | |
| ACE2 | * |
chrX | 15585879 | A | C | stop_gained | p.Leu656*/c.1967T>G | |
| ACE2 | rs183135788 | chrX | 15585933 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Asn638Ser/c.1913A>G | |
| ACE2 | rs748163894 | chrX | 15588434 | G | A | 'vaihtelumuoto' | ||
| ACE2 | rs202137736 | chrX | 15591485 | T | C | splice_region_variant+intron_variant" = "splice-alueen variantti+intronin variantti | c.1541+5A>G | |
| ACE2 | rs140473595 | chrX | 15591530 | C | T | 'vaihtelumuoto' | p.Ala501Thr/c.1501G>A | |
| ACE2 | rs191860450 | chrX | 15593829 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Ile468Val/c.1402A>G | |
| ACE2 | rs758142853 | chrX | 15609868 | A | G | 'vaihtelumuoto' | p.Val184Ala/c.551T>C | |
| ACE2 | rs754511501 | chrX | 15609902 | C | T | 'vaihtelumuoto' | p.Gly173Ser/c.517G>A | |
| ACE2 | rs746034076 | chrX | 15609943 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Asn159Ser/c.476A>G | |
| ACE2 | rs373252182 | chrX | 15609973 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Asn149Ser/c.446A>G | |
| ACE2 | rs2285666 | chrX | 15610348 | C | T | splice_region_variant+intron_variant" = "splice-alueen variantti+intronin variantti | c.439+4G>A | |
| ACE2 | rs768736934 | chrX | 15612963 | C | T | splice_region_variant+intron_variant" = "splice-alueen variantti+intronin variantti | c.345+5G>A | |
| ACE2 | rs4646116 | chrX | 15618958 | T | C | 'vaihtelumuoto' | p.Lys26Arg/c.77A>G | |
| ACE2 | rs73635825 | chrX | 15618980 | A | G | 'vaihtelumuoto' | p.Ser19Pro/c.55T>C | |
| 'SARS:iin liittyvät SNPt' | ||||||||
| CD209 | rs4804803 | 19 | 7812733 | A | G | Herkkä genotyyppi A:A, ylävirtaan transkriptivariantti. | NC_000019.10:7747846 | Sakuntabhai et al., 2005; Chan et al., 2010 |
