Tutkitaan todisteita SARS-CoV-2:n synteettisestä alkuperästä

Tutkitaan todisteita SARS-CoV-2:n synteettisestä alkuperästä

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa bioRxiv * Preprint-palvelin: Tutkijat selvittivät, syntyikö vakava akuutti hengitystieoireyhtymä koronavirus 2 (SARS-CoV-2) luonnollisesti eläimestä ihmiseen tarttuvana vai synteettisesti koronaviruksen (CoV) tutkimuskokeiden aikana.

Studie: Endonuklease-Fingerabdruck weist auf einen synthetischen Ursprung von SARS-CoV-2 hin. Bildnachweis: Lightspring/Shutterstock

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, niiden tarkoituksena on ohjata kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai käsitellä vakiintuneena tietona.

Tutkijat käyttävät usein in vitro genomin kokoamismenetelmää (IVGA) CoV-varianttien synteettiseen muokkaamiseen laboratoriossa. Tekniikka käyttää restriktioentsyymejä deoksiribonukleiinihapon (DNA) rakennuspalikoiden luomiseen, jotka voidaan sitten koota hallitulla tavalla viruksen genomin luomiseksi.

Virusten synteettistä luomista varten virusgenomia modifioidaan siten, että ommelalueet, ns. restriktiokohdat (RS, restriktiokohdat) poistetaan tai sisällytetään. RS-muunnokset voisivat toimia IVGA-sormenjälkinä, ja tulevien pandemioiden estämiseksi on tärkeää ymmärtää SARS-CoV-2:n alkuperä.

Tietoja tutkimuksesta

Tässä tutkimuksessa tutkijat tutkivat, oliko SARS-CoV-2:n alkuperä luonnollista vai synteettistä, käyttäen yleistä IVGA-menetelmää tarttuvien ribonukleiinihappoviruksen (RNA) klooneissa.

Täydellinen RNA-genomi rekonstruoitiin DNA:ksi IVGA:lla tarttuvien CoV-versioiden luomiseksi. Virusgenomin kokoamiseen käytettiin kahta erilaista endonukleaasientsyymiä siten, että yhden entsyymin kaksi kohtaa reunustivat kiinnostavaa kohtaa, mikä mahdollistaa viereisen alueen tehokkaan manipuloinnin kokoamatta uudelleen koko virusrunkoa jokaiselle variantille.

Ryhmä laski satunnaiset RS-jakaumat, joita voitaisiin odottaa modifioimattomissa viruksissa, kun se oli sulattanut laajan valikoiman luonnollisia CoV-genomeja kattavalla restriktioendonukleaasientsyymien luettelolla. MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome CoV) käänteinen geneettinen järjestelmä suunniteltiin IVGA:lle poistamalla olemassa olevat BglI-kohdat, lisäämällä kuusi muuta BglI-kohtaa ja tasaisin välein tyypin IIS RS:itä.

Lisäykset ja poistot suoritettiin synonyymityyppisillä mutaatioilla, jolloin syntyi seitsemän fragmenttia, joista pisin oli 5721 emäsparia (bp) pitkä, eli 19 % MERS-genomista. Analyysi keskittyi SARS-CoV-2 BsaI/BsmBI -sivustoihin verrattuna kaikkien CoV-kohteiden RS-karttoihin. Mutaatioanalyysi suoritettiin generoimalla 100 000 satunnaista in silico -mutanttia RaTG13:lle ja BANAl-20-52:lle. Fylogeneettinen päättelyanalyysi suoritettiin käyttämällä koko genomin parikohtaisia ​​rinnastuksia RaTG13:n ja SARS-CoV-2:n ja BAL-20-52:n ja SARS-CoV-2:n välillä, jotka oli pilkottu Bsal/BsmBI:lla.

Analyysissä käytettiin muokattujen CoV-solujen Githubin arkistotietoja, ja CoV-piikin (S) geenin avoimet lukukehykset (ORF) haettiin NCBI:n geneettisestä tietokannasta. Google Scholaria haettiin tuottamaan täysin edustava luettelo esimerkkejä tarttuvista CoV-klooneista vuosien 2000 ja 2019 välisenä aikana.

Tulokset

Synteettinen SARS-CoV-2-sormenjälki oli poikkeava villin tyypin (wt) CoV:issa ja yleinen laboratoriossa muokatuissa virusorganismeissa. SARS-CoV-2:n RS-kartta oli yhdenmukainen aiemmin raportoitujen synteettisten CoV-genomien kanssa, täytti kaikki tehokkaan käänteisen geneettisen järjestelmän välttämättömät kriteerit ja erottui selvästi lähimmistä sukulaisistaan ​​suurella määrällä tunnistuskohtia, jotka olivat synonyymejä mutta esiintyivät synteettisessä muodossa. ja on epätodennäköistä, että sormenjälki olisi tullut hänen lähisukulailtaan.

RS-kartta-analyysissä IVGA SARS-CoV-2 -sormenjälki osoitti (i) ainutlaatuisten endonukleaasientsyymien (BsmBI, BglI ja BsaI) sisällyttämisen ja/tai eliminoitumisen; (ii) pilkkominen valituilla entsyymeillä, mikä johtaa viidestä kahdeksaan fragmenttiin; (iii) suurin fragmentti on < kahdeksan kb; (iv) kaikki tahmeat päät olivat ainutlaatuisia; (v) kaikki tunnistuskohdat luotiin synonyymien mutaatioiden avulla; (vi) kaksi ainutkertaista tunnistuskohtaa voisi reunustaa kohtia jatkokäsittelyä varten; (vii) Tunnistuskohdat voitaisiin kohdistaa muiden virusorganismien kanssa segmenttisubstituutioiden mahdollistamiseksi.

Hiljaisten tai synonyymien kuvioiden ja restriktiokohdan sormenjälkien malli oli lähes yleinen synteettisten virusorganismien joukossa, mikä viittaa vahvasti siihen, että SARS-CoV-2 syntyi synteettisesti. SARS-CoV-2 RS -kartta sisälsi viisi BsaI/BsmBI RS:ää. Toisin kuin läheiset virukset, virukset olivat jakautuneet tasaisesti ja niistä puuttui kaksi erittäin konservoitunutta Bsal-RS:ää, joita esiintyy lähes kaikissa muissa B-linjan sarbekoviruksissa. Kartta oli poikkeava manipuloimattomien CoV:iden pisimpien fragmenttipituuksien alimmassa 1,0 prosentissa.

IIS-painojakauman 1491 RS-kartan restriktiokartta-analyysi osoitti, että SARS-CoV-2 oli enemmän SD (standardipoikkeamat) alle keskiarvon verrattuna kuhunkin manipuloimattomaan virusorganismiin, mikä osoittaa, että tällaisen poikkeaman RS-kartan todennäköisyys on <0,1 % manipuloimattomassa viruksessa. SARS-CoV-2 osoitti kuusi fragmenttia, jotka kaksinkertaisesti pilkkoivat tyypin IIS restriktioendonukleaasientsyymeillä, ja lähisukulaiset RaTG13 ja BANAL 52 osoittivat vastaavasti seitsemän ja viisi fragmenttia, joissa oli selvä RS.

Yhdeksässä eri BsaI/BsmBI RS:ssä SARS-CoV-2:n ja RaTG13:n välillä havaittiin 12 hiljaista mutaatiota ja seitsemässä eri BsaI/BsmBI RS:ssä SARS-CoV-2:n ja BANAL52:n välillä viisi hiljaista mutaatiota. Vain yksi prosentti ja 0,1 prosenttia RaTG13- ja BANAL52-mutanteista, vastaavasti, osoittivat BsaI/BsmBI RS-karttoja korkeammilla Z-pisteillä kuin SARS-CoV-2.

Kaiken kaikkiaan tutkimustulokset osoittivat suurella todennäköisyydellä, että SARS-CoV-2 syntyy synteettisesti tarttuvana kloonina, joka on koottu in vitro. Tulokset voisivat tukea päätöksentekoa ja tutkimusta tulevien pandemioiden ehkäisemiseksi ja edistää bioturvallisuuden parantamista maailmanlaajuisesti.

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, niiden tarkoituksena on ohjata kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai käsitellä vakiintuneena tietona.

Viite:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Valentin Bruttel, Alex Washburne und Antonius VanDongen. (2022). Endonuklease-Fingerabdruck weist auf einen synthetischen Ursprung von SARS-CoV-2 hin. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.18.512756 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510261v3