Séquençage du génome viral complet dans le dépistage de nouveaux médicaments

Séquençage du génome complet des virus joue un rôle de plus en plus important dans la pratique clinique. D'une part, l'analyse des informations sur la résistance médicamenteuse du virus peut aider à un diagnostic clinique, un traitement et une gestion de l'évolution de la maladie plus précis ; d'autre part, grâce à l'établissement de l'épidémiologie moléculaire du virus, un contrôle strict de l'infection virale peut être réalisé. Sur la base de la technologie de séquençage à haut débit, le virus isolé a été séquencé et analysé afin d'obtenir toutes les informations génomiques du virus, ainsi que le système de virulence du virus, l'évolution du génome et processus d'évolution ont été explorés à travers la génomique structurale et la génomique comparative à plusieurs niveaux, pour mieux comprendre la diversité, l'écologie, l'adaptabilité et l'évolution des virus.

Le séquençage du génome viral aide à l'utilisation scientifique des médicaments et au développement de vaccins.

Le virus SARS-CoV-2, en tant que virus à ARN et agent causatif de la COVID-19, subit des mutations constantes. Il existe une possibilité que les mutations accumulées pendant une pandémie puissent avoir des effets mesurables sur la population infectée ou compliquer les efforts de contrôle épidémique, soulignant ainsi la nécessité de surveiller la diversité génétique et l'épidémiologie du SARS-CoV-2 tout au long de la pandémie. Les chercheurs ont collaboré avec 20 hôpitaux et instituts et ont analysé des données épidémiologiques, génétiques et cliniques recueillies dans la province du Sichuan en Chine pendant la période de l'épidémie, du 22 janvier au 20 février 2020. L'équipe de recherche a également utilisé le  technologie de séquençage par nanopore pour séquencer l'ensemble du génome du virus dans 310 échantillons cliniques provenant de 248 personnes infectées par la COVID-19, et l'a vérifié avec une technologie de séquençage. Les résultats ont montré que 35 variants récurrents ont été identifiés et environ 20 % d'entre eux présentent la même région codante mutante Nsp1 (Δ 500-532) manquante. Par la suite, l'épidémiologie moléculaire du mutant a été analysée. La base de données publique des virus a montré que le mutant de délétion Nsp1 était apparu dans la base de données virale de 37 pays et régions. Sur la base de 117 données cliniques, l'étude a révélé que cette souche mutante est associée à des niveaux de charge virale plus faibles et à une relation horizontale plus faible avec l'IFN-β dans le sang périphérique ; et Nsp1 a été confirmé par des expériences dans différentes lignées cellulaires. La souche mutante Δ500 532 peut réduire l'activité du promoteur IFNB1 et inhiber davantage la signalisation en aval de l'IFN-I. Cette étude fournit des indices pour l'utilisation de ces marqueurs génomiques dans les enquêtes d'épidémiologie moléculaire, et des informations potentiellement importantes pour la conception efficace de vaccins et de médicaments contre la COVID-19.

Variantes génétiques récurrentes et analyse phylogénétique dans les génomes du SARS-CoV-2

Prévalence des variants de délétion dans le locus 500-532 du génome du SARS-CoV-2

Séquençage du génome viral pour la découverte de nouveaux antibiotiques

Escherichia coli entérohémorragique (EHEC) O157:H7 et Escherichia coli entérotoxigène (ETEC) sont des agents pathogènes d'origine alimentaire importants, causant de graves épidémies d'intoxication alimentaire dans le monde entier. En tant que nouveau type d'agent antibactérien grâce à l'analyse génomique et phylogénétique, les bactériophages sont de plus en plus utilisés pour contrôler les agents pathogènes d'origine alimentaire. Les chercheurs ont étudié un nouveau bactériophage à large hôte, vB_EcoM_SQ17 (SQ17), qui a la capacité de contrôler le nombre de bactéries dans les aliments. Le génome du bactériophage SQ17 est un ADN linéaire à double brin de 166457 pb, avec une teneur en GC de 32,52 %. Le génome contient 258 ORFs putatifs, dont 136 sont classés comme protéines putatives. Ces protéines s'agrègent en quatre groupes fonctionnels liés à l'assemblage de la queue, à l'assemblage du capside, à la lyse de l'hôte et à l'inhibition de la lyse, à la réplication, à la transcription et à la réparation. L'analyse génomique a montré que le phage SQ17 ne possédait aucun gène lié à la résistance aux antibiotiques, aux toxines, à la lysogénie ou aux facteurs de virulence, et était un excellent candidat pour des applications alimentaires potentielles. SQ17 a une large gamme d'hôtes et peut infecter EHEC O157:H7, ETEC et d'autres souches d'Escherichia coli. Les résultats ont montré que le bactériophage SQ17 est appliqué pour réduire la pollution par EHEC O157:H7 et ETEC dans la laitue fraîche, et que SQ17 a une forte infectivité et un taux de réplication rapide, ce qui le rend plus adapté à une application dans l'industrie alimentaire. Des températures plus élevées (25 ℃) peuvent affecter l'effet bactéricide des bactériophages, il n'est donc pas recommandé de stocker ou de traiter des aliments frais à des températures élevées pendant une longue période dans l'industrie alimentaire.

Carte génomique du bactériophage SQ17

Phage SQ17 et Phage SF, vB_EcoM-ZQ3 et vB_EcoM_JS09 pour une analyse comparative génomique.

Technologie de séquençage du génome entiera été largement appliqué dans la surveillance des mutations virales, le typage et le traçage, en particulier dans le suivi des changements dynamiques des séquences génétiques virales dans les échantillons, ce qui a une signification scientifique pour la surveillance épidémique. Il sera largement utilisé à l'avenir.

Références:

1. Lin, Jing-Wen et al."La surveillance génomique du SARS-CoV-2 révèle un variant de délétion Nsp1 qui module la réponse des interférons de type I." Cellule hôte & microbe vol29,3 (2021) : 489-502.e8.
2. Zhou, Yan et al."Application d'un nouveau phage lytique vB_EcoM_SQ17 pour le biocontrôle d'Escherichia coli O157:H7 entérohémorragique et d'E. coli entérotoxigène dans des matrices alimentaires." Frontières en microbiologie vol. 13 929005. 5 août 2022.