Articolo pubblicato su “Journal of Translational Medicine”
di Francesca Benedetti 1,2, Greg A. Snyder 1,3, Marta Giovanetti 4, Silvia Angeletti 5, Robert C. Gallo 1,6,7, Massimo Ciccozzi 5 and Davide Zella 1,2,8
1 Institute of Human Virology, School of Medicine, University of Maryland, Baltimore, USA.
2 Department of Biochemistry and Molecular Biology.
3 Department of Microbiology and Immunology.
4 Flavivirus Laboratory, Oswaldo Cruz Institute, Oswaldo Cruz Foundation, Rio de Janeiro, Brazil.
5 Medical Statistic and Molecular Epidemiology Unit, University of Biomedical Campus, Rome, Italy.
6 Department of Medicine.
7 Co-Founder and International Scientific Advisor of the Global Virus Network.
8 Member, Global Virus Network
La nuova sindrome respiratoria acuta grave Coronavirus-2 (SARS-CoV-2), rilevata per la prima volta a Wuhan (Cina) nel dicembre del 2019, è responsabile dell’attuale pandemia globale. L’analisi filogenetica ha rivelato che è simile ad altri betacoronavirus, come SARS-CoV e alla sindrome respiratoria mediorientale, MERS-CoV. Il suo genoma è lungo ∼30 kb e contiene due grandi poliproteine sovrapposte, ORF1a e ORF1ab che codificano per diverse proteine strutturali e non. La proteina non strutturale 1 (nsp1) è probabilmente il più importante determinante patogeno e studi precedenti su SARS-CoV indicano che è coinvolta sia nella replicazione virale che nell’ostacolare la risposta innata del sistema immunitario. Esperimenti dettagliati di mutagenesi sito-specifica e studi di ricostituzione in vitro hanno determinato che i meccanismi d’azione sono mediati da
- la presenza di residui amminoacidici specifici di nsp1 e
- l’interazione tra la proteina e la piccola unità ribosomiale dell’ospite.
Infatti, la sostituzione di alcuni amminoacidi ha comportato una riduzione dei suoi effetti negativi.
Metodi: Un totale di 17928 sequenze genomiche sono state ottenute dal database GISAID (da dicembre 2019 a luglio 2020) da pazienti infetti da SARS-CoV-2 provenienti da diverse aree del mondo. L’allineamento dei genomi è stato eseguito utilizzando MAFFT (REFF) e le regioni genomiche nsp1 sono state identificate utilizzando BioEdit e verificate utilizzando BLAST. La proteina Nsp1 di SARS-CoV-2 con e senza delezione è stata successivamente modellata utilizzando I-TASSER.
Risultati: abbiamo identificato sequenze genomiche di SARS-CoV-2, provenienti da diversi Paesi, portatrici di una delezione precedentemente sconosciuta di 9 nucleotidi in posizione 686-694, corrispondente alla posizione AA 241-243 (KSF). Questa cancellazione è stata riscontrata in diverse aree geografiche. Il modello di previsione strutturale suggerisce un effetto sulla struttura della coda C-terminale.
Conclusioni: l’analisi modellistica di una delezione recentemente identificata di 3 aminoacidi (KSF) di SARS-CoV-2 nsp1 suggerisce che questa delezione potrebbe influenzare la struttura della regione C-terminale della proteina, importante per la regolazione della replicazione virale e dell’effetto negativo sull’espressione genica dell’ospite. Inoltre, la sostituzione dei due amminoacidi (KS) da nsp1 di SARS-CoV è stata precedentemente segnalata per ripristinare la perdita dell’espressione dell’interferone-alfa. La delezione che descriviamo indica che SARS-CoV-2 sta subendo profondi cambiamenti genomici.
È importante:
- confermare la diffusione di questo particolare ceppo virale, e potenzialmente di ceppi con altre delezioni nella proteina nsp1, sia nella popolazione di soggetti asintomatici che paucisintomatici,
- correlare questi cambiamenti in nsp1 con potenziali diminuzione della patogenicità virale.
