Ces mutations “ silencieuses ” peuvent donner au coronavirus Covid-19 un avantage évolutif

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Il est évident que le SRAS-CoV-2, le virus responsable de Covid-19, existait de manière bénigne chez les chauves-souris et d’autres populations d’animaux sauvages avant de se propager aux humains.

Mais la stabilité du virus chez les chauves-souris et autres populations d’animaux sauvages – le résultat de soi-disant «mutations silencieuses» – pourrait aussi contribuer à expliquer sa virulence, ouvrant la voie à la pandémie mondiale actuelle.

Les chercheurs de Duke ont maintenant découvert un ensemble de ces mutations silencieuses parmi les 30 000 paires de bases du code génétique du virus qui lui ont permis de se répliquer si efficacement qu’il a sauté dans les humains. Ces mutations impliquent finalement comment le virus a réussi à «replier» ses molécules d’ARN à l’intérieur des cellules humaines.

Le «repliement de l’ARN» est le processus complexe de la façon dont l’ARN passe d’un état désordonné déplié à sa forme de travail ou fonctionnelle idéale, c’est-à-dire l’état replié. Pliage d’ARN est important car pour exercer ses fonctions spécifiques dans les cellules, il doit se replier dans des structures 3D spécifiques. Parce qu’un seul brin d’ARN peut se replier sur lui-même en formant des paires de bases, il en résulte une plus grande capacité fonctionnelle par rapport à l’ADN. Pourtant, en même temps, il devient également plus difficile de «concevoir» en raison d’une plus grande complexité.

Pour le étude, les chercheurs se sont appuyés sur un algorithme statistique qu’ils ont développé pour identifier ces mutations adaptatives qui se sont développées dans le génome du SRAS-CoV-2 chez l’homme, mais qui n’ont pas été observées dans les coronavirus étroitement apparentés trouvés chez les chauves-souris et les pangolins.

“Nous essayons de comprendre ce qui rend ce virus si unique”, a déclaré l’auteur principal Alejandro Berrio, dans un communiqué de presse.

Des recherches antérieures ont détecté des soi-disant «empreintes digitales» de sélection positive (darwinienne) dans un gène qui code les protéines «spike» recouvrant la surface du coronavirus, qui est maintenant connu pour jouer un rôle clé dans la capacité du SRAS-CoV-2 à infecter de nouveaux cellules. La protéine de pointe permet au virus de se fixer et d’infecter la cellule hôte en se fixant au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2).

La nouvelle étude a également identifié des mutations qui modifiaient les protéines de pointe, ce qui implique que les souches virales portant ces mutations étaient également plus susceptibles de prospérer. Mais les chercheurs ont également mis en évidence deux nouveaux candidats pour des mutations qui n’ont pas encore été identifiés, depuis le séquence génétique du SRAS-CoV-2 a d’abord été partagé publiquement. (12 janvier 2020)

Les chercheurs ont découvert que des mutations silencieuses dans deux autres régions du génome du SRAS-CoV-2—Nsp4 et Nsp16– semblent avoir conféré au virus un avantage biologique par rapport aux souches précédentes, mais sans modifier la structure des protéines qu’ils codent.

Plutôt que d’influencer les protéines elles-mêmes, ces mutations ont très probablement affecté la façon dont le matériel génétique du SRAS-CoV-2, composé d’ARN, se replie en différentes formes et fonctions 3-D à l’intérieur des cellules humaines.

Les chercheurs pensent que des mutations dans le repliement de l’ARN pourraient avoir permis au virus de se propager rapidement et asymptomatiquement avant la détection, contrairement à l’épidémie de SRAS en 2002-2003. Les auteurs suggèrent également que les résultats de leurs recherches pourraient également conduire à de nouvelles cibles moléculaires pour le traitement ou la prévention du COVID-19.

“Nsp4 et Nsp16 sont parmi les premières molécules d’ARN qui sont produites lorsque le virus infecte une nouvelle personne”, a déclaré Berrio. “La protéine de pointe n’est exprimée que plus tard. Ils pourraient donc constituer une meilleure cible thérapeutique car ils apparaissent plus tôt dans le cycle de vie viral.”

L’implication est également qu’en identifiant les changements génétiques spécifiques qui ont permis au SRAS-CoV-2 de survivre et de se reproduire chez des hôtes humains, nous serons mieux équipés pour prédire et répondre aux futures épidémies lorsque de tels virus atteindront les humains – potentiellement avant qu’ils ne surviennent.

«Les virus sont en constante mutation et en évolution», a déclaré Berrio. «Il est donc possible qu’une nouvelle souche de coronavirus capable d’infecter d’autres animaux puisse se propager, comme l’a fait le SRAS-CoV-2. Nous devrons être en mesure de la reconnaître et de faire des efforts pour le contenir tôt. “

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