برای تولید مصنوعی ویروس‌ها، ژنوم ویروس به گونه‌ای مهندسی شده است که نواحی بخیه‌شده به نام مکان‌های محدودیت (RS) را حذف یا ترکیب کند. اصلاحات RS می تواند به عنوان اثر انگشت IVGA عمل کند و برای جلوگیری از همه گیری ها در آینده، درک منشاء SARS-CoV-2 بسیار مهم است.
در مورد مطالعه
12 جهش خاموش در 9 BsaI/BsmBI RS مجزا بین SARS-CoV-2 و RaTG13 و پنج جهش خاموش در هفت BsaI/BsmBI RS متمایز بین SARS-CoV-2 و BANAL52 مشاهده شد. تنها یک درصد و 0.1 درصد از جهش‌یافته‌های RaTG13 و BANAL52 به ترتیب نقشه‌های BsaI/BsmBI RS با امتیاز z بیشتر در مقایسه با SARS-CoV-2 نشان دادند.
در مطالعه حاضر، محققان با استفاده از روش رایج IVGA برای کلون‌های عفونی ویروس ریبونوکلئیک اسید (RNA) به بررسی طبیعی یا مصنوعی بودن منشاء SARS-CoV-2 پرداختند.
اثر انگشت مصنوعی SARS-CoV-2 در میان کوویدهای نوع وحشی (wt) غیرعادی و در میان موجودات ویروسی مونتاژ شده در آزمایشگاه رایج بود. نقشه SARS-CoV-2 RS با نقشه هایی که قبلاً برای ژنوم های مصنوعی CoV گزارش شده بود، مطابقت داشت، تمام معیارهای ضروری برای یک سیستم ژنتیکی معکوس کارآمد را برآورده می کرد، به طور قابل توجهی با نزدیک ترین خویشاوندان خود با نرخ مترادف بالایی تفاوت داشت، اما در مکان های شناسایی مصنوعی ظاهر می شد. و بعید بود که اثر انگشت از خویشاوندان نزدیکش ایجاد شده باشد.
*تذکر مهم
در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش از چاپ، محققان بررسی کردند که آیا سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) به طور طبیعی از سرریز حیوان به انسان سرچشمه می گیرد یا به صورت مصنوعی در طی آزمایشات تحقیقاتی کروناویروس (CoV).
الگوی الگوهای بی‌صدا یا مترادف و اثر انگشت محل محدودیت تقریباً برای ارگانیسم‌های ویروسی مصنوعی جهانی بود، که به شدت نشان می‌دهد که SARS-CoV-2 منشأ مصنوعی دارد. نقشه SARS-CoV-2 RS حاوی پنج BsaI/BsmBI RS بود. این ویروس با فاصله یکنواخت و نداشتن دو BsaI RS بسیار حفاظت شده که تقریباً در سایر ساربکوویروس‌های دودمان B یافت می‌شود، در تضاد با ویروس‌های نزدیک بود. این نقشه در 1.0 درصد پایین ترین طول قطعات CoV های غیرمهندسی یک نقطه پرت بود.
داده‌های مخزن Github از CoVهای مهندسی شده برای تجزیه و تحلیل استفاده شد و فریم‌های خواندن باز ژن CoV spike (S) (ORFs) از پایگاه داده ژن NCBI به‌دست آمد. Google Scholar برای ایجاد فهرستی کاملاً نماینده از نمونه‌های کلون‌های CoV عفونی محدود بین سال‌های 2000 و 2019 جستجو شد.
نتایج
bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به‌عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.
افزودن ها و حذف ها از طریق جهش های مترادف انجام شد و هفت قطعه را ایجاد کرد که طولانی ترین آنها 5721 جفت باز (bp) طول داشت یا 19 درصد از ژنوم MERS را پوشش می داد. تجزیه و تحلیل بر روی سایت‌های SARS-CoV-2 BsaI/BsmBI در مقایسه با نقشه‌های RS همه CoVها متمرکز بود. تجزیه و تحلیل جهش با تولید 100000 تصادفی انجام شد در سیلیکو جهش یافته برای RaTG13 و BANAl-20-52. تجزیه و تحلیل استنتاج فیلوژنتیک با هم‌ترازی‌های دوتایی کل ژنوم بین RaTG13 و SARS-CoV-2 و BANAL-20-52 و SARS-CoV-2 هضم شده توسط BsaI/BsmBI انجام شد.
ژنوم RNA تمام قد در DNA توسط IVGA برای ایجاد نسخه های CoV عفونی بازسازی شد. دو آنزیم اندونوکلئاز متمایز برای مونتاژ ژنوم ویروسی مورد استفاده قرار گرفت، با دو مکان از یک آنزیم که در طرفین محل مورد نظر قرار گرفتند تا امکان دستکاری موثر ناحیه کناری بدون جمع‌آوری مجدد کل ستون فقرات ویروسی برای هر گونه را فراهم کنند.
در تجزیه و تحلیل نقشه RS، اثر انگشت IVGA SARS-CoV-2 نشان داد (i) ادغام و/یا حذف آنزیم های اندونوکلئاز منحصر به فرد (BsmBI، BglI و BsaI). (ب) هضم توسط آنزیم های انتخاب شده که منجر به پنج تا هشت قطعه می شود. (iii) بزرگترین قطعه <هشت کیلوبایت است. (IV) تمام انتهای چسبناک منحصر به فرد بودند. (v) تمام سایت‌های شناسایی از طریق جهش‌های مترادف ایجاد شده‌اند. (vi) دو سایت شناسایی منحصر به فرد می توانند سایت ها را برای دستکاری بیشتر کنار هم قرار دهند. (vii) مکان‌های شناسایی را می‌توان با سایر ارگانیسم‌های ویروسی برای فعال کردن جایگزین‌های بخش هم‌تراز کرد.
تجزیه و تحلیل نقشه محدودیت 1491 نقشه RS در توزیع وزن IIS نشان داد که SARS-CoV-2 کمتر از میانگین SD (انحرافات استاندارد) در مقایسه با هر ارگانیسم ویروسی غیرمهندسی است، که نشان‌دهنده احتمال کمتر از 0.1٪ چنین ناهنجاری است. نقشه RS در یک ویروس wt و غیر مهندسی. SARS-CoV-2 نشان داد که شش قطعه توسط آنزیم‌های اندونوکلئاز محدودکننده نوع IIS هضم مضاعف می‌شود، و بستگان نزدیک RaTG13 و BANAL 52 به ترتیب هفت و پنج قطعه با RS متمایز را نشان دادند.
محققان اغلب از درونکشتگاهی روش مونتاژ ژنوم (IVGA) برای ساخت مصنوعی انواع CoV در آزمایشگاه ها. این تکنیک شامل آنزیم‌های محدودکننده برای تولید بلوک‌های سازنده اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) است که می‌توانند به‌طور منظم برای ایجاد ژنوم ویروسی جمع شوند.