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Researchers have discovered a new gene “hidden” in SARS-CoV-2 – the virus that causes COVID-19[feminine – qui peut avoir contribué à sa biologie unique et à son potentiel pandémique. Dans un virus qui ne possède qu’environ 15 gènes au total, en savoir plus sur ce gène et d’autres gènes qui se chevauchent – ou «gènes dans les gènes» – pourrait avoir un impact significatif sur la façon dont nous combattons le virus. Le nouveau gène est décrit aujourd’hui dans la revue eLife.
«Les gènes qui se chevauchent peuvent être l’un des nombreux moyens par lesquels les coronavirus ont évolué pour se répliquer efficacement, contrecarrer l’immunité de l’hôte ou se transmettre», a déclaré l’auteur principal Chase Nelson, chercheur postdoctoral à l’Academia Sinica à Taiwan et chercheur invité à la Musée américain d’histoire naturelle. «Savoir qu’il existe des gènes qui se chevauchent et comment ils fonctionnent peut révéler de nouvelles voies de contrôle des coronavirus, par exemple grâce à des médicaments antiviraux.»
L’équipe de recherche a identifié ORF3d, un nouveau gène qui se chevauchent dans le SRAS-CoV-2 qui a le potentiel de coder une protéine qui est plus longue que prévu par le hasard seul. Ils ont constaté que ce gène est également présent dans un coronavirus du pangolin précédemment découvert, reflétant peut-être une perte ou un gain répété de ce gène au cours de l’évolution du SRAS-CoV-2 et des virus apparentés. En outre, ORF3d a été indépendamment identifié et il a été démontré qu’il induisait une forte réponse anticorps chez les patients COVID-19, démontrant que la protéine du nouveau gène est fabriquée au cours de l’infection humaine.
«Nous ne savons pas encore sa fonction ou s’il y a une signification clinique», a déclaré Nelson. «Mais nous prévoyons que ce gène est relativement peu susceptible d’être détecté par une réponse des lymphocytes T, contrairement à la réponse anticorps. Et peut-être que cela a quelque chose à voir avec la façon dont le gène a pu apparaître.
À première vue, les gènes peuvent ressembler à un langage écrit dans la mesure où ils sont constitués de chaînes de lettres (en ARN virus, les nucléotides A, U, G et C) qui véhiculent des informations. Mais alors que les unités de langage (mots) sont discrètes et ne se chevauchent pas, les gènes peuvent se chevaucher et être multifonctionnels, avec des informations cryptées en fonction de l’endroit où vous commencez à «lire». Les gènes qui se chevauchent sont difficiles à repérer et la plupart des programmes informatiques scientifiques ne sont pas conçus pour les trouver. Cependant, ils sont courants dans les virus. Ceci est en partie dû au fait que les virus à ARN ont un taux de mutation élevé, ils ont donc tendance à maintenir leur nombre de gènes bas pour éviter un grand nombre de mutations. En conséquence, les virus ont développé une sorte de système de compression de données dans lequel une lettre de son génome peut contribuer à deux, voire trois gènes différents.
«Le manque de gènes qui se chevauchent nous met en danger de négliger des aspects importants de la biologie virale», a déclaré Nelson. «En termes de taille du génome, le SRAS-CoV-2 et ses parents sont parmi les virus à ARN les plus longs qui existent. Ils sont donc peut-être plus sujets à la «supercherie génomique» que les autres virus à ARN.
Avant la pandémie, alors qu’il travaillait au Musée en tant que boursier Gerstner en bioinformatique et biologie computationnelle, Nelson a développé un programme informatique qui analyse les génomes à la recherche de schémas de changement génétique propres aux gènes qui se chevauchent. Pour cette étude, Nelson s’est associé à des collègues d’institutions telles que l’Université technique de Munich et le Université de Californie, Berkeley, pour appliquer ce logiciel et d’autres méthodes à la richesse des nouvelles données de séquence disponibles pour le SARS-CoV-2. Le groupe espère que d’autres scientifiques étudieront le gène découvert en laboratoire afin de définir sa fonction et éventuellement de déterminer quel rôle il aurait pu jouer dans l’émergence du virus pandémique.
Référence: «Nouveau gène qui se chevauchent en évolution dynamique comme facteur de la pandémie de SRAS-CoV-2» par Chase W Nelson, Zachary Ardern, Tony L Goldberg, Chen Meng, Chen-Hao Kuo, Christina Ludwig, Sergios-Orestis Kolokotronis et Xinzhu Wei , 1 octobre 2020, eLife.
DOI: 10.7554 / eLife.59633
Le financement de ce travail a été assuré en partie par l’Academia Sinica, le gouvernement de l’État de Bavière et le 12 National Philanthropic Trust, la National Science Foundation des États-Unis (numéros de subvention 1755370 et 1758800, et l’Université du Wisconsin-Madison.
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