Para peneliti di Baylor College of Medicine telah mengembangkan teknologi baru, tARC-seq, yang meningkatkan deteksi mutasi pada SARS-CoV-2, membantu menjelaskan kemunculan varian yang cepat dengan mengidentifikasi hotspot dan mekanisme seperti peralihan templat yang berkontribusi pada evolusi virus. . Kredit: SciTechDaily.com
Sebuah penelitian mengungkapkan bahwa teknik pengurutan baru, tARC-seq, dapat melacak mutasi secara akurat SARS-CoV-2memberikan wawasan tentang evolusi pesat dan perkembangan varian virus.
Virus SARS-CoV-2 yang menyebabkan COVID mempunyai kemampuan meresahkan karena sering kali menghasilkan variannya sendiri. Virus-virus lain juga bermutasi, namun karena SARS-CoV-2 dengan cepat menyebar ke seluruh populasi manusia selama pandemi, membunuh jutaan orang, evolusi dinamis virus ini menimbulkan masalah serius: virus ini berulang kali menantang respons imun tubuh kita untuk melawan virus dan menghambat proses imunisasi. proses menyiapkan vaksin terbaru.
Memahami mekanisme genetik yang mendorong kemampuan SARS-CoV-2 untuk menghasilkan varian dapat membantu mencegah COVID-19. Dalam penelitian ini diterbitkan hari ini (22 April) di Mikrobiologi Alam, para peneliti di Baylor College of Medicine dan lembaga yang berkolaborasi mengembangkan teknologi baru yang disebut tARC-seq yang mengungkap mekanisme genetik yang memengaruhi divergensi SARS-CoV-2 dan memungkinkan tim menghitung tingkat mutasi SARS-CoV-2. Dengan menggunakan tARC-seq, para peneliti juga menangkap mutasi baru pada SARS-CoV-2 pada sel yang terinfeksi di laboratorium yang merekapitulasi pengamatan yang diungkapkan oleh data pengurutan virus pandemi di seluruh dunia. Temuan ini dapat berguna untuk memantau evolusi virus pada populasi manusia.
Kemajuan dalam Analisis Replikasi RNA
“Virus SARS-CoV-2 menggunakan RNAalih-alih DNA, untuk menyimpan informasi genetiknya. Laboratorium kami telah lama tertarik untuk mempelajari biologi RNA, dan ketika SARS-CoV-2 muncul, kami memutuskan untuk menyelidiki proses replikasi RNA, yang biasanya rawan kesalahan pada virus RNA,” kata penulis terkait Dr. Christophe Herman, profesor di bidang tersebut. genetika molekuler dan manusia serta virologi molekuler dan mikrobiologi di Baylor.
Para peneliti ingin menelusuri kesalahan replikasi RNA karena kesalahan tersebut sangat penting untuk memahami bagaimana virus berevolusi, bagaimana virus berubah dan beradaptasi seiring penyebarannya pada populasi manusia, namun metode yang ada saat ini kurang presisi dalam mendeteksi mutasi SARS-CoV-2 baru yang langka, khususnya dalam sampel dengan jumlah virus yang sedikit, misalnya dari pasien.
“Karena sampel dari pasien memiliki sangat sedikit salinan RNA SARS-CoV-2, sulit untuk membedakan kesalahan yang dibuat oleh RNA-dependent RNA polimerase (RdRp) SARS-CoV-2, enzim yang membuat salinan RNA virus ini, dan kesalahan dari enzim lain yang digunakan dalam analisis sekuens,” kata Herman, anggota Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center. “Kami telah mengembangkan teknik yang kami sebut Pengurutan Konsensus RNA Akurat Bertarget (tARC-seq), yang memungkinkan kami mengukur kesalahan sebenarnya saat menyalin RNA tertentu yang ada dalam jumlah yang sangat rendah.”
Wawasan Tentang Formasi Varian
Awalnya, pemikirannya adalah, karena SARS-CoV-2 memiliki mekanisme internal untuk memperbaiki kesalahan yang dilakukan RdRp, maka virus tersebut tidak boleh berevolusi atau bermutasi dengan sangat cepat.
“Gagasan ini bertolak belakang dengan fakta bahwa pada masa pandemi, varian baru COVID sering muncul di seluruh dunia,” kata Herman. “Sejak pandemi dimulai, kami telah melihat sejumlah varian yang menonjol, termasuk Alfa, Beta, Delta, dan Omicron, serta varian dalam kelompok tersebut.”
Dengan alat analisis yang lebih baik, Herman dan rekan-rekannya secara akurat menentukan frekuensi mutasi SARS-CoV-2 dan jenis mutasinya, baik dalam kultur sel di laboratorium maupun sampel klinis. “Kami menemukan tingkat mutasi lebih tinggi dari perkiraan semula dan ini membantu menjelaskan seringnya kemunculan varian COVID,” kata Herman.
Mereka juga menemukan bahwa terdapat hotspot pada RNA SARS-CoV-2, lokasi yang lebih rentan terhadap mutasi dibandingkan lokasi lainnya. “Misalnya, kami mengidentifikasi titik panas di wilayah RNA yang sesuai dengan protein lonjakan, protein yang memungkinkan virus menyerang sel. Selain itu, RNA dari spike protein juga banyak menyusun vaksin,” kata Herman.
Metode tARC-seq juga mengungkapkan bahwa generasi varian baru melibatkan peralihan templat. “Kami menentukan bahwa, karena RdRp menyalin satu templat atau urutan RNA, ia melompat ke templat lain pada virus terdekat dan kemudian terus menyalin RNA tersebut, sehingga salinan RNA baru yang dihasilkan adalah campuran dari kedua templat RNA tersebut,” kata Herman. “Peralihan template ini akan mengakibatkan penyisipan atau penghapusan urutan yang menyebabkan variabilitas virus. Kami juga mengamati mutasi kompleks. SARS-CoV-2 memanfaatkan dua mekanisme biologis yang kuat ini, peralihan templat dan mutasi kompleks, yang memungkinkannya berevolusi dengan cepat, menghasilkan varian untuk beradaptasi dan bertahan dalam populasi manusia.”
“Sangat menarik dan mengasyikkan untuk melihat bahwa tARC-seq memungkinkan kami menangkap kemunculan mutasi baru dalam kultur sel laboratorium yang merekapitulasi mutasi yang diamati dengan data pengurutan pandemi di seluruh dunia,” kata Herman. “Teknologi baru kami menangkap gambaran mutasi baru dalam sampel klinis dari masing-masing pasien dan dapat berguna untuk memantau evolusi virus dalam populasi manusia.”
Referensi: “Pengurutan Konsensus RNA Akurat yang Ditargetkan (tARC-seq) mengungkapkan mekanisme kesalahan replikasi yang memengaruhi divergensi SARS-CoV-2” 22 April 2024, Mikrobiologi Alam.
DOI: 10.1038/s41564-024-01655-4
Penulis pertama Catherine C. Bradley, Chen Wang, Alasdair JE Gordon, Alice X. Wen, Pamela N. Luna, Matthew B. Cooke, Brendan F. Kohrn, Scott R. Kennedy, Vasanthi Avadhanula, Pedro A. Piedra, Olivier Lichtarge, Chad A. Shaw dan Shannon E. Ronca adalah kontributor karya ini. Para penulis berafiliasi dengan satu atau lebih institusi berikut: Baylor College of Medicine, Universitas Washingtondan Rumah Sakit Anak Texas.
Penelitian ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional memberikan R01GM088653, 3R01AG061105-03S1, 1R21CA259780 dan 1R21HG011229, dan oleh National Science Foundation memberikan DBI-2032904.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
