Examinando as evidências das origens sintéticas do SARS-CoV-2

Examinando as evidências das origens sintéticas do SARS-CoV-2

Num estudo recente publicado em bioRxiv * Servidor de pré-impressão: Os pesquisadores investigaram se o coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) surgiu naturalmente por meio da transmissão de animal para humano ou sinteticamente durante experimentos de pesquisa de coronavírus (CoV).

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

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde, ou tratados como informações estabelecidas.

Os pesquisadores costumam usar o método de montagem do genoma in vitro (IVGA) para projetar sinteticamente variantes do CoV em laboratório. A técnica utiliza enzimas de restrição para criar blocos de construção de ácido desoxirribonucléico (DNA), que podem então ser montados de maneira ordenada para criar o genoma viral.

Para criar vírus sinteticamente, o genoma viral é modificado de tal forma que as regiões de costura, os chamados sítios de restrição (RS), sejam eliminadas ou incorporadas. As modificações do RS podem servir como impressões digitais IVGA e, para prevenir futuras pandemias, é fundamental compreender a origem do SARS-CoV-2.

Sobre o estudo

No presente estudo, os pesquisadores examinaram se a origem do SARS-CoV-2 era natural ou sintética usando um método IVGA comum em clones infecciosos do vírus do ácido ribonucleico (RNA).

O genoma completo do RNA foi reconstruído em DNA pelo IVGA para criar versões infecciosas do CoV. Duas enzimas endonucleases diferentes foram usadas para montar o genoma viral, com dois locais de uma enzima flanqueando o local de interesse para permitir a manipulação eficiente da região flanqueadora sem remontar toda a estrutura viral para cada variante.

A equipe calculou distribuições RS aleatórias que seriam esperadas em vírus não modificados após digerir uma ampla gama de genomas naturais de CoV com uma lista abrangente de enzimas endonucleases de restrição. O sistema genético reverso MERS-CoV (Síndrome Respiratória do Oriente Médio CoV) foi projetado para IVGA removendo os locais BglI existentes, inserindo seis locais BglI adicionais e RSs do tipo IIS uniformemente espaçados.

Adições e remoções foram realizadas por mutações do tipo sinônimo, criando sete fragmentos, o mais longo dos quais tinha 5.721 pares de bases (pb), ou cobrindo 19% do genoma do MERS. A análise concentrou-se nos locais SARS-CoV-2 BsaI/BsmBI em comparação com os mapas RS de todos os CoVs. A análise de mutação foi realizada gerando 100.000 mutantes aleatórios in silico para RaTG13 e BANAl-20-52. A análise de inferência filogenética foi realizada usando alinhamentos pareados de genoma completo entre RaTG13 e SARS-CoV-2 e BANAL-20-52 e SARS-CoV-2 digeridos por BsaI/BsmBI.

Os dados do repositório Github de CoVs projetados foram usados ​​para a análise, e quadros de leitura abertos (ORFs) do gene CoV spike (S) foram recuperados do banco de dados genético do NCBI. O Google Scholar foi pesquisado para produzir uma lista totalmente representativa de exemplos de clones infecciosos de CoV limitados entre 2000 e 2019.

Resultados

A impressão digital sintética do SARS-CoV-2 era aberrante em CoVs de tipo selvagem (wt) e comum em organismos virais projetados em laboratório. O mapa RS do SARS-CoV-2 foi consistente com aqueles relatados anteriormente para genomas sintéticos do CoV, cumpriu todos os critérios essenciais para um sistema genético reverso eficiente e foi claramente distinguido dos seus parentes mais próximos por uma alta taxa de locais de identificação que eram sinônimos, mas presentes na forma sintética. e é improvável que a impressão digital tenha vindo de parentes próximos.

Na análise do mapa RS, a impressão digital IVGA SARS-CoV-2 mostrou (i) incorporação e/ou eliminação de enzimas endonucleases únicas (BsmBI, BglI e BsaI); (ii) digestão por enzimas selecionadas, resultando em cinco a oito fragmentos; (iii) o maior fragmento tem < oito kb; (iv) todas as pontas adesivas eram únicas; (v) todos os sítios de identificação foram criados por mutações sinônimas; (vi) dois locais de identificação únicos poderiam flanquear os locais para posterior manipulação; (vii) Os locais de identificação poderiam ser alinhados com outros organismos virais para permitir substituições de segmentos.

O padrão de padrões silenciosos ou sinónimos e a impressão digital do local de restrição eram quase universais entre os organismos virais sintéticos, sugerindo fortemente que o SARS-CoV-2 surgiu sinteticamente. O mapa de RS do SARS-CoV-2 continha cinco RSs BsaI/BsmBI. Em contraste com os vírus intimamente relacionados, os vírus foram distribuídos uniformemente e não possuíam dois BsaI-RSs altamente conservados que estão presentes em quase todos os outros sarbecovírus da linhagem B. O mapa era um valor discrepante nos 1,0% inferiores dos comprimentos de fragmentos mais longos de CoVs não manipulados.

A análise do mapa de restrição de 1.491 mapas RS na distribuição de peso do IIS mostrou que o SARS-CoV-2 estava mais SD (desvios padrão) abaixo da média em comparação com cada organismo viral não manipulado, indicando uma probabilidade <0,1% de tal anomalia no mapa RS em um vírus selvagem não manipulado. O SARS-CoV-2 apresentou seis fragmentos que foram duplamente digeridos pelas enzimas endonucleases de restrição do tipo IIS, e os parentes próximos RaTG13 e BANAL 52 apresentaram sete e cinco fragmentos com RS pronunciado, respectivamente.

Foram observadas 12 mutações silenciosas em nove RSs BsaI/BsmBI diferentes entre SARS-CoV-2 e RaTG13 e cinco mutações silenciosas em sete RSs BsaI/BsmBI diferentes entre SARS-CoV-2 e BANAL52. Apenas um por cento e 0,1 por cento dos mutantes RaTG13 e BANAL52, respectivamente, apresentaram mapas RS BsaI/BsmBI com escores Z mais elevados em comparação com SARS-CoV-2.

No geral, os resultados do estudo mostraram uma alta probabilidade de que o SARS-CoV-2 surja sinteticamente como um clone infeccioso montado in vitro. Os resultados poderão apoiar a elaboração de políticas e a investigação para prevenir futuras pandemias e promover melhorias na biossegurança em todo o mundo.

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde, ou tratados como informações estabelecidas.

Referência:

• 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