Examiner les preuves des origines synthétiques du SRAS-CoV-2

Examiner les preuves des origines synthétiques du SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée dans bioRxiv * Serveur de prépublication : les chercheurs ont vérifié si le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) était apparu naturellement par transmission animal-humain ou de manière synthétique au cours d'expériences de recherche sur le coronavirus (CoV).

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

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

Les chercheurs utilisent souvent la méthode d’assemblage du génome in vitro (IVGA) pour concevoir synthétiquement des variantes du CoV en laboratoire. La technique utilise des enzymes de restriction pour créer des éléments constitutifs de l’acide désoxyribonucléique (ADN), qui peuvent ensuite être assemblés de manière ordonnée pour créer le génome viral.

Pour créer des virus de manière synthétique, le génome viral est modifié de telle manière que les régions de points, appelées sites de restriction (RS), soient éliminées ou incorporées. Les modifications RS pourraient servir d’empreintes digitales IVGA, et pour prévenir de futures pandémies, il est essentiel de comprendre l’origine du SRAS-CoV-2.

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné si l’origine du SRAS-CoV-2 était naturelle ou synthétique en utilisant une méthode IVGA courante sur des clones du virus de l’acide ribonucléique (ARN) infectieux.

Le génome complet de l’ARN a été reconstruit en ADN par IVGA pour créer des versions infectieuses du CoV. Deux enzymes endonucléases différentes ont été utilisées pour assembler le génome viral, avec deux sites d'une enzyme flanquant le site d'intérêt pour permettre une manipulation efficace de la région flanquante sans réassembler l'ensemble du squelette viral pour chaque variante.

L’équipe a calculé les distributions aléatoires de RS auxquelles on pourrait s’attendre dans les virus non modifiés après avoir digéré un large éventail de génomes naturels de CoV avec une liste complète d’enzymes d’endonucléase de restriction. Le système génétique inverse MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome CoV) a été conçu pour l’IVGA en supprimant les sites BglI existants, en insérant six sites BglI supplémentaires et des RS de type IIS uniformément espacés.

Les ajouts et les suppressions ont été effectués par des mutations de type synonyme, créant sept fragments, dont le plus long mesurait 5 721 paires de bases (pb), soit couvrant 19 % du génome du MERS. L'analyse s'est concentrée sur les sites SARS-CoV-2 BsaI/BsmBI par rapport aux cartes RS de tous les CoV. L'analyse des mutations a été réalisée en générant 100 000 mutants in silico aléatoires pour RaTG13 et BANAl-20-52. L'analyse d'inférence phylogénétique a été réalisée en utilisant des alignements par paires du génome entier entre RaTG13 et SARS-CoV-2 et BANAL-20-52 et SARS-CoV-2 digérés par BsaI/BsmBI.

Les données du référentiel Github des CoV modifiés ont été utilisées pour l'analyse, et les cadres de lecture ouverts (ORF) du gène Spike (S) du CoV ont été extraits de la base de données génétiques NCBI. Une recherche Google Scholar a été effectuée pour produire une liste entièrement représentative d’exemples de clones infectieux de CoV limités entre 2000 et 2019.

Résultats

L’empreinte digitale synthétique du SRAS-CoV-2 était aberrante dans les CoV de type sauvage (poids) et courante dans les organismes viraux créés en laboratoire. La carte RS du SRAS-CoV-2 était cohérente avec celles précédemment rapportées pour les génomes synthétiques du CoV, remplissait tous les critères essentiels pour un système de génétique inverse efficace et se distinguait clairement de ses plus proches parents par un taux élevé de sites d'identification synonymes mais présents sous forme synthétique. et il est peu probable que l'empreinte digitale provienne de ses proches.

Dans l’analyse de la carte RS, l’empreinte digitale IVGA SARS-CoV-2 a montré (i) l’incorporation et/ou l’élimination d’enzymes endonucléases uniques (BsmBI, BglI et BsaI) ; (ii) digestion par des enzymes sélectionnées, aboutissant à cinq à huit fragments ; (iii) le plus gros fragment est < huit Ko ; (iv) toutes les extrémités collantes étaient uniques ; (v) tous les sites d'identification ont été créés par des mutations synonymes ; (vi) deux sites d'identification uniques pourraient flanquer les sites pour des manipulations ultérieures ; (vii) Les sites d'identification pourraient être alignés avec d'autres organismes viraux pour permettre des substitutions de segments.

Le modèle de modèles silencieux ou synonymes et l’empreinte digitale du site de restriction étaient presque universels parmi les organismes viraux synthétiques, ce qui suggère fortement que le SRAS-CoV-2 est apparu de manière synthétique. La carte SARS-CoV-2 RS contenait cinq RS BsaI/BsmBI. Contrairement aux virus étroitement apparentés, les virus étaient uniformément répartis et manquaient de deux BsaI-RS hautement conservés, présents dans presque tous les autres sarbécovirus de la lignée B. La carte était une valeur aberrante dans les 1,0 % inférieurs des fragments les plus longs des CoV non manipulés.

L'analyse des cartes de restriction de 1491 cartes RS dans la distribution de poids IIS a montré que le SRAS-CoV-2 était plus SD (écarts types) inférieur à la moyenne par rapport à chaque organisme viral non manipulé, indiquant une probabilité <0,1 % d'une telle anomalie sur la carte RS dans un virus non manipulé. Le SRAS-CoV-2 a montré six fragments qui ont été doublement digérés par les enzymes endonucléases de restriction de type IIS, et les proches parents RaTG13 et BANAL 52 ont montré respectivement sept et cinq fragments avec RS prononcé.

Douze mutations silencieuses ont été observées dans neuf RS différents de BsaI/BsmBI entre le SRAS-CoV-2 et RaTG13 et cinq mutations silencieuses dans sept RS différents de BsaI/BsmBI entre le SRAS-CoV-2 et BANAL52. Seulement 1 pour cent et 0,1 pour cent des mutants RaTG13 et BANAL52, respectivement, ont montré des cartes BsaI/BsmBI RS avec des scores Z plus élevés que ceux du SRAS-CoV-2.

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une forte probabilité que le SRAS-CoV-2 apparaisse synthétiquement sous la forme d’un clone infectieux assemblé in vitro. Les résultats pourraient soutenir l’élaboration de politiques et la recherche visant à prévenir de futures pandémies et à promouvoir des améliorations en matière de biosécurité dans le monde entier.

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

Référence:

• 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