遗传跟踪'条码'正在迅速揭示Covid-19的旅程和进化

Drexel大学研究人员报告了一种快速识别和标记导致Covid-19的病毒版本的方法的方法。他们的分析，使用来自冠状病毒检测的全球遗传信息数据库的信息，表明，在美国感染了至少8至14种病毒的病毒，其中一些是与之相同的，或者随后进化来自亚洲的菌株，而其他人则与欧洲发现的群体相同。

最初是作为一种解析方法开发的基因样本为了获得细菌混合的快照，遗传分析工具从遗传信息量中删除了模式，可以识别病毒是否已经遗传改变。然后，它们可以使用模式对病毒进行分类小遗传差异使用称为信息亚型标记（ISM）的标签。

该小组在最近发表在《新冠肺炎》杂志上的一篇论文中称，应用同样的方法处理病毒遗传数据，可以快速发现并对导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2的轻微遗传变异进行分类。PLoS计算生物学。由Drexel研究生Zhengqiao Zhao设计的遗传分析工具，这些工具产生了这些标签，公开可用于GitHub上的Covid-19研究人员。

“我们在亚洲和欧洲测试的SARS-COV-2病毒的类型不同于我们在美国在美国看到的类型，”盖尔·罗森，博士，博勒塞尔工程学院教授，LED开发工具。“识别变化允许我们看看病毒如何从人口到人口。它也可以向我们展示社会偏差在隔离Covid-19时取得成功的领域。”

ISM工具特别有用，因为它不需要分析病毒的全部基因序列来识别其突变。就SARS-CoV-2而言，这意味着将病毒3万碱基长的遗传密码减少为20碱基长的亚型标记。

ISM工具还确定了随着病毒传播而一起改变的病毒基因序列中的某些位置。研究人员发现，从4月初到夏末，SARS-CoV-2序列中的三个位置同时发生了突变。这些位置在基因序列的不同部分。其中一部分被认为与细胞信号和复制有关。另一部分与蛋白质尖峰的形成有关——病毒进入健康细胞的部分——与第三部分代码一起发生了变化，这部分代码不会转化为蛋白质。

据研究人员称，虽然如何对病毒的传播和严重程度产生更多的调查，但是可以使用更改在一起的亚型标签，将亚型标记巩固到11个基础，这可能会使下游分析更有效。

“它相当于扫描条形码而不是在完整的产品代码编号中键入，”Rosen说。“现在，我们都试图更快地通过杂货店。对于科学家来说，这意味着能够更快地转向更高级别的分析。例如，研究哪些病毒版本可能是一个更快的过程可能会影响健康结果。或者，公共卫生官员可以追踪新病例是本地传播的结果，还是来自美国其他地区或世界部分地区。”

虽然这些遗传差异可能不足以描绘一种新的病毒菌株，但是罗森的群体表明他们被发现的这些遗传学意义的“亚型”，它们在这些区域中的存在程度有多么普遍，这是足够有用的数据粒度。

“这使我们能够从世界各地的每个地区看到Covid-19的非常特定的指纹，并仔细观察较小的地区，看看它是如何不同的，”罗森说。“我们初步分析，使用来自世界各地的公开数据，据称，纽约发现的病毒亚型的组合与奥地利，法国和中欧，而不是意大利的那些。来自亚洲的亚型在大流行早期发现的，在此期间在此处检测到并未传播得多，而我们正在看到一个只存在于美国的新亚型，这是华盛顿州和西海岸最普遍的。“

除了帮助科学家了解病毒是如何变化和传播的之外，这种方法还可以揭示其遗传密码中似乎对突变保持耐药性的部分——这一发现可能被用于对抗病毒的治疗。

“我们看到刺突蛋白和部分病毒负责包装其遗传物质的人已经产生了一些主要的突变，但除此之外，它们的变化速度较慢，”德雷克塞尔的访问学者巴拉德·索罕桑吉博士说。重要的是，这两者都是理解人体免疫反应、识别抗病毒疗法和设计疫苗的关键目标。

Rosen的生态和进化信号 - 处理和信息学实验室将继续分析Covid-19数据，因为它将使用ISM流程支持公共卫生研究人员。

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