コロナウイルス耐性および感受性に対応するDNAマーカーの特定:COVID-19耐性に関する遺伝子
コロナウイルス(CoVs)(目Nidovirales、科Coronaviridae、亜科Coronavirinae)は、多くの脊椎動物種における呼吸器疾患のアウトブレイクの原因となっています。これらは、異なる動物種から分離可能な、単鎖RNAエンベロープウイルス(+ssRNA)の大きなファミリーです。ゲノムサイズは26から32キロ塩基(kb)の範囲で、RNAウイルスの中で最も大きなゲノムを持っており(その結果、フェイスマスクの効果が高まります)、COVID-19、すなわち重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)または「新型コロナウイルス2019」として知られる新しいウイルスであり、人間における抵抗性と感受性を理解し始めたばかりです。
COVID-19は、重症急性呼吸器症候群(SARS)と似ており、両方のウイルスが同じ受容体であるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2受容体)を介して人間の宿主に感染し、類似の臨床的および病理的特徴を引き起こします。興味深いことに、受容体結合に関与するスパイクタンパク質は、2019-nCoVとSARS-CoVの間で非常に似ており、これは同じ受容体に対する重要な選択の結果です(Wu., 2020)。SARSに対する私たちの体の防御機構に関する研究は、COVID-19に対する私たちの体の防御機構を明らかにするかもしれません。
最近のいくつかの全ゲノム関連解析(GWAS)は、なぜ一部の個人がCOVID-19にほとんど影響を受けないのか、また他の人々にとってウイルスが生命を脅かすか、さらには致命的であるのかを説明するのに役立つ遺伝的変異について、より深い洞察を提供しています。
この投稿では、査読付き文献のレビューを提供し、SARS-CoV耐性に関する候補遺伝子の情報を提示します。23andMe、Ancestry DNA、Dante Labsなどの自宅で行うDNAテストを受けたことがある場合は、あなたの生のDNAデータを評価し、あなたのDNA配列が研究結果とどのように比較されるかを確認できます。
コロナウイルスの抵抗力や感受性を解析する方法は?
ステップ1) 自分の生の常染色体DNAファイルをダウンロードし、安全な場所に保存します
DNAデータを分析するために、まず生の常染色体DNAをダウンロードし、安全な場所に保存してください。 以下は、あなたの生のDNAファイルをダウンロードするための手順です:
23andMe, Ancestry DNA, Family Tree DNA, Dante Labs, My Heritage, Genes For Good, Vitagene, and Living DNA.ステップ2)生のDNAファイルを分析する
「テキストラングラー」や「メモ帳」などのテキストエディタを使用して、またはコマンドラインを使用して、あなたの生のDNAデータを検索してください。
生のDNAファイルを開くと、ユニークなSNP ID (rs# または i#)、染色体、位置、遺伝子型のヘッダーが表示されます。フォーマットは各消費者向けDNAテスト会社によって若干異なります。
COVID-19からの回復が不良であるリスクを評価するために、以下に説明されているDNAマーカーを探してください:
最近、SARS-CoV-2に感染した患者の呼吸不全に関連する遺伝子座を説明するいくつかの全ゲノム関連解析(GWAS)が発表され、3つの研究ではネアンデルタール人から受け継がれた同じ約50 kbのゲノムセグメント内のSNPマーカーが特定されました。
(Ellinghaus D et al., 2020, Zeberg & Pääbo, and Blokland et al., 2020). これらのGWAS研究は、COVID-19に関連するいくつかの他のDNAマーカーも特定しました。これらは以下の表に示されています。さらに、この投稿で取り上げられている他のDNAマーカーには、SARSと関連付けられているrs4804803や、ヒト呼吸器コロナウイルスNL63、SARSコロナウイルス(SARS-CoV)、および新型コロナウイルス2019-nCoV/SARS-CoVの同じ受容体であることが証明されたアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)受容体に位置するものが含まれます(Li et al., 2017; Lu et al., 2019)。コロナウイルスのスパイクタンパク質はACE2受容体に適合するように進化しているため、タンパク質配列を変化させる変異を持つ個体は、COVID-19に対する一定の抵抗力を持つ可能性があります。以下は、ACE2転写産物NM_021804.2からの非同義SNPであり、特に重要なのは、早期停止コドンを引き起こすrs199951323のような大きな変化をもたらすSNPです。
| 遺伝子 | dbsnp | 染色体(GRCh37) | POS | REF | ALT | リスク対立遺伝子 | マーカー効果 | 参照 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IVNS1ABP | rs6668622 | 1 | 185414582 | T | C | 男性の感受性変異体 T:T および T:Cs | オッズ比1.44 | Roberts., 2020; |
| SRRM1 | rs111972040 | 1 | 24999361 | A | G | リスク遺伝子型G:GおよびA:G、3_prime_UTR_variant | 入院のオッズ比= 8.29 | |
| LZTFL1 | rs35044562 | 3 | 45909024 | A | G | リスク遺伝子型G:GおよびA:G、intron_variant、genic_upstream_transcript_variant | odds ratio 1.60 | Blokland et al., 2020; Zeberg & Pääbo |
| LZTFL1 | rs11385942 | 3 | 45876460 | A | - or A or AAA | InDel, A:A and A:- 呼吸不全の感受性が高い、intron_variant | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| LZTFL1 | rs10490770 *LD with rs11385942 | 3 | 45864732 | T | C | リスク遺伝子型T:CおよびC:C、intron_variant | ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7 | Zeberg and Pääbo., 2020; |
| LZTFL1 | rs67959919 *LD with rs11385942 | 3 | 45871908 | G | A | リスク遺伝子型G:AおよびA:A、intron_variant | ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7 | |
| LZTFL1 | rs35624553 *LD with rs11385942 | 3 | 45867440 | A | G | リスク遺伝子型G:AおよびG:G、intron_variant | ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7 | |
| LZTFL1 | rs71325088 *LD with rs11385942 | 3 | 45862952 | T | C | リスク遺伝子型C:TおよびC:C、intron_variant | ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7 | |
| ABO | rs657152 | 9 | 136139265 | A | C or T | リスク対立遺伝子、intron_variant | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| Intergenic | rs5798227 | 12 | 53120100 | C | - | リスク対立遺伝子は欠失です | p = 2.2x10-7 | Blokland et al., 2020; |
| IGHV3-7 | rs11844522 | 14 | 106522576 | C | T | 感受性の高い変動T:T、C:T | p=1.9x10-7 | |
| Immunoglobulin Lambda Locus (IGL) | rs73166864 | 22 | 23340580 | T | C or G | 感受性の高い変動T:TおよびT:C | odds ratio 1.7 | Roberts., 2020; |
| TLR7 | rs200553089 | ChrX | 12906010 | G | T | リスク遺伝子型T:GおよびT:T、missense_variant | Made et al., 2020; | |
| ACE2に配置された同義のSNP | ||||||||
| ACE2 | rs373153165 | chrX | 15580093 | C | T or A | missense_variant | p.Asp785Asn/c.2353G>A | Cao et al., 2020 |
| ACE2 | rs140016715 | chrX | 15582154 | G | A | missense_variant | p.Arg768Trp/c.2302C>T | |
| ACE2 | rs147311723 | chrX | 15582265 | G | A | missense_variant | p.Leu731Phe/c.2191C>T | |
| ACE2 | rs41303171 | chrX | 15582298 | T | C | missense_variant | p.Asn720Asp/c.2158A>G | |
| ACE2 | rs370187012 | chrX | 15582327 | C | T | missense_variant | p.Arg710His/c.2129G>A | |
| ACE2 | rs776995986 | chrX | 15582334 | G | A | missense_variant | p.Arg708Trp/c.2122C>T | |
| ACE2 | rs149039346 | chrX | 15584416 | A | G | missense_variant | p.Ser692Pro/c.2074T>C | |
| ACE2 | rs200180615 | chrX | 15584488 | C | T | missense_variant | p.Glu668Lys/c.2002G>A | |
| ACE2 | * |
chrX | 15585879 | A | C | stop_gained | p.Leu656*/c.1967T>G | |
| ACE2 | rs183135788 | chrX | 15585933 | T | C | missense_variant | p.Asn638Ser/c.1913A>G | |
| ACE2 | rs748163894 | chrX | 15588434 | G | A | missense_variant | ||
| ACE2 | rs202137736 | chrX | 15591485 | T | C | splice_region_variant + intron_variant | c.1541+5A>G | |
| ACE2 | rs140473595 | chrX | 15591530 | C | T | missense_variant | p.Ala501Thr/c.1501G>A | |
| ACE2 | rs191860450 | chrX | 15593829 | T | C | missense_variant | p.Ile468Val/c.1402A>G | |
| ACE2 | rs758142853 | chrX | 15609868 | A | G | missense_variant | p.Val184Ala/c.551T>C | |
| ACE2 | rs754511501 | chrX | 15609902 | C | T | missense_variant | p.Gly173Ser/c.517G>A | |
| ACE2 | rs746034076 | chrX | 15609943 | T | C | missense_variant | p.Asn159Ser/c.476A>G | |
| ACE2 | rs373252182 | chrX | 15609973 | T | C | missense_variant | p.Asn149Ser/c.446A>G | |
| ACE2 | rs2285666 | chrX | 15610348 | C | T | splice_region_variant + intron_variant | c.439+4G>A | |
| ACE2 | rs768736934 | chrX | 15612963 | C | T | splice_region_variant + intron_variant | c.345+5G>A | |
| ACE2 | rs4646116 | chrX | 15618958 | T | C | missense_variant | p.Lys26Arg/c.77A>G | |
| ACE2 | rs73635825 | chrX | 15618980 | A | G | missense_variant | p.Ser19Pro/c.55T>C | |
| SARSに関連するSNP | ||||||||
| CD209 | rs4804803 | 19 | 7812733 | A | G | 感受性遺伝子型A:A、upstream_transcript_variant | NC_000019.10:7747846 | Sakuntabhai et al., 2005; Chan et al., 2010 |