Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué tous les changements biochimiques de la protéine de pointe (S) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) pour explorer leur signification évolutive.
Sommaire
Arrière plan
La protéine S domine la surface extérieure du SRAS-CoV-2, elle a donc dû se modifier le plus physiquement et biochimiquement pour éviter la reconnaissance immunitaire. De plus, il est possible que le deuxième niveau de pression sélective agisse sur la protéine S pour aider le SRAS-CoV-2 à évoluer et à s’adapter à la transmission physique entre humains.
Au cours de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), la protéine S du SRAS-CoV-2 a évolué à partir d’une protéine avec une charge totale de -8,28 à -1,26 dans les lignées d’origine A et B, et la plus récente Omicron variante préoccupante (VOC), respectivement. Deux études précédentes de Pawłowski en 2021 et Nie et al. en 2022 avait noté ce schéma.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé plus de 11 millions de séquences génomiques du SRAS-CoV-2 récupérées jusqu’au 15 juin 2022 pour surveiller les changements de la protéine S, y compris sa charge, sa taille, son hydrophobicité et son repliement sur deux ans de SRAS-CoV -2 évolution. Ils ont effectué une analyse en composantes principales (PCA) pour identifier les caractéristiques physiques de S les plus fortement liées aux lignées du SRAS-CoV-2 liées aux données de surveillance génomique.
L’équipe a extrait des séquences de protéines S intactes et les a rassemblées dans une matrice. Ils ont également étudié les changements de charge de la protéine S tout au long de la pandémie et ont tracé la charge totale de S pour tous les génomes par mois de la pandémie. De plus, les chercheurs ont récupéré la région codante S de toutes les séquences de génomes complets disponibles du coronavirus (CoV) 229E auprès de GenBank.
Résultats de l’étude
Le PCA a identifié huit caractéristiques principales, y compris la charge, la sauce, la fraction T, R, D, K et G, et les séquences SARS-CoV-2 S regroupées par instabilité par lignée. Les résultats ont également mis en évidence la charge de la protéine S comme déterminant clé de toutes les lignées SARS-CoV-2 qui ont évolué au cours des deux premières années de la pandémie de COVID-19.
Les résultats ont montré un schéma clair d’augmentation de la charge S sur deux ans d’évolution du SRAS-CoV-2, avec la première poussée entre début 2020 et mars 2020. Pendant ce temps, les chercheurs ont noté une augmentation de la charge positive à -7,28. Par la suite, ils ont observé une augmentation supplémentaire de -3,28 en charge positive à la mi-2021. Le dernier cycle d’augmentation de la charge positive de S au début de 2021 l’a amenée à environ -1,26. Les résultats de l’étude ont indiqué chaque cycle d’augmentation de la charge positive de la protéine S dans les principales lignées du SRAS-CoV-2 signalées au fil du temps. Par exemple, la majorité des sous-variantes d’Omicron ont montré des augmentations de charge positive de la protéine S d’environ -1,3.
L’emplacement des substitutions dans la protéine S a indiqué les conséquences fonctionnelles des changements observés dans la charge S. Les auteurs ont noté qu’un changement initial de la charge S était associé à la substitution d’un résidu d’acide aspartique (D, -1) par une glycine (G, neutre) par rapport aux séquences initiales du génome de la lignée B. Alors que la lignée Delta S codait une charge positive supplémentaire dans la région de liaison de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et la région de répétition heptade (HR1), Omicron S a montré une prédominance de changements de charge positifs dans le domaine de liaison au récepteur (RBD).
La comparaison des 229E CoV infectant les chameaux et les humains a révélé une différence de près de neuf unités de charge dans la charge médiane S. Cependant, ils n’ont observé aucune différence dans la charge en S pour le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) infectant les humains et les chameaux.
conclusion
L’étude actuelle a souligné comment en augmentant la charge positive sur son S, le SRAS-CoV-2 interagit avec la matrice chargée négativement des mucines dans les voies respiratoires supérieures humaines et favorise la liaison et la transmission à l’intérieur des cellules hôtes. Étant donné que le MERS-CoV n’a pas apporté de modifications similaires à la charge S, ses chaînes de transmission humaines se terminent après deux à trois événements de transmission.
L’étude a également mis en évidence que la large localisation des changements positifs dans les séquences de protéines S d’OC43, 229E et SARS-CoV-2 pourrait être responsable de la liaison aux récepteurs, du clivage de la furine, de la fusion cellulaire et des changements antigéniques qui aident à éviter ou à promouvoir les ions ioniques. interactions lors de la transmission interhumaine. Cependant, en raison de contraintes fonctionnelles, la protéine S du SRAS-CoV-2 finira par se fixer à une limite supérieure de charge. C’est peut-être la raison pour laquelle toutes les sous-lignées d’Omicron, après plus de six mois d’évolution, se sont maintenant installées dans la gamme de charge S d’environ -1.
Pour résumer, l’étude fournit un cadre indispensable pour surveiller l’évolution du CoV à travers les changements dans les propriétés biochimiques de leurs protéines S. Ces données pourraient aider à retracer d’autres virus menaçant la santé publique dans le monde. De plus, les résultats de l’étude pourraient aider à prédire le moment de l’émergence de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 sur la base de changements plus positivement chargés dans la protéine S.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
