Covid-19: Moleküler ve Klinik Yaklaşım

EnglishTürkçe

BÖLÜM


DOI :10.26650/BB/CH22.2020.008.07   IUP :10.26650/BB/CH22.2020.008.07    Tam Metin (PDF)

Inter-Populations Comparative Analysis of the ACE2, TMPRSS2, CTSB and CTSL Gene Variants Identified in Turkish Individuals

Ayşe Evrim Bayrak, Güven Toksoy, Zehra Oya Uyguner, Birsen Karaman, Seher Başaran

Objective: Recent research studies have suggested that susceptibility to SARS-CoV-2 infection might be associated with genetic variants of host machinery for viral entry. The allele frequencies of ACE2, TMPRSS2, CTSB, and CTSL gene variants defined as viral entry machinery have significant differences among population groups, but there is no information in the Turkish population. To provide a basis for future studies on susceptibility to SARS-CoV-2 infection, these gene variants were screened in a group of Turkish population. Material and Method: We analysed 138 unrelated non-anonymous individuals for single nucleotide variants (SNVs) of the exonic and flanking intronic regions in ACE2, TMPRSS2, CTSB, and CTSL genes using in-house whole exome sequencing data. These defined variants were also compared with other population data sets (gnomAD). Results: For the first time in Turkish individuals, the frequencies of the alternate alleles in these genes were identified in this preliminary analysis study. As a result, three novel SNVs were identified in these genes and it was found that the allele frequencies of some variants were different among the population groups. Conclusion: Whether these variants, if any, contribute to the transmissibility of viral infection, they require to be screened in affected/unaffected study groups and evaluated with functional studies for significant variants to elucidate the roles of these variants in SARS-CoV-2 infection.


Anahtar Kelimeler: SARS-CoV-2, viral entry machinery, genetic variants
DOI :10.26650/BB/CH22.2020.008.07   IUP :10.26650/BB/CH22.2020.008.07    Tam Metin (PDF)

Türk Bireylerde Tanımlanan ACE2, TMPRSS2, CTSB ve CTSL Gen Varyantlarının Populasyonlar Arası Karşılaştırmalı Analizi

Ayşe Evrim Bayrak, Güven Toksoy, Zehra Oya Uyguner, Birsen Karaman, Seher Başaran

Amaç: Son araştırmalar, SARS-CoV-2 enfeksiyonuna yatkınlıkta viral girişin konakçı sistemlerin genetik varyantları ile ilişkili olabileceğini düşündürmektedir. Viral giriş sistemleri (makineleri) olarak tanımlanmış ACE2, TMPRSS2, CTSB ve CTSL genlerindeki varyantların allel frekansları, populasyon grupları arasında önemli farklılıklara sahiptir, ancak Türk popülasyonunda bu konuda herhangi bir bilgi mevcut değildir. SARS-CoV-2 enfeksiyonuna duyarlılık konusunda gelecekteki çalışmalar için bir temel sağlamak amacıyla, Türk bireylerde bu gen varyantları araştırılmıştır. Gereç ve Yöntem: ACE2, TMPRSS2, CTSB ve CTSL genlerindeki ekzonik ve komşu intronik bölgelerin tek nükleotid varyantları (SNV’ler) için kurum içi tüm ekzom sekanslama verileri kullanılarak ilişkisiz 138 kişi analiz edilmiştir. Ayrıca tanımlanmış varyantlar, diğer populasyon veri kümeleriyle (gnomAD) karşılaştırılmıştır. Bulgular: Bu ön çalışmada, ilk kez Türk bireylerin varyant analizleri yapılarak, bu genlerdeki alternatif alellerin frekansları belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu genlerde üç yeni SNV tanımlanmış ve bazı varyantların allel frekanslarının populasyon grupları arasında farklı olduğu bulunmuştur. Sonuç: Gelecekte SARS-CoV-2 enfeksiyonunda fonksiyonel çalışmalarla bu varyantların rollerinin belirlenmesi, ayrıca bu varyantların viral enfeksiyonun bulaşabilirliğine katkıda bulunup bulunamayacağı, etkilenmiş/etkilenmemiş çalışma gruplarında araştırılması önem taşımaktadır.


Anahtar Kelimeler: SARS-CoV-2, viral giriş makineleri, genetik varyantlar

Referanslar

  • 1. Lee N, Hui D, Wu A, Chan P, Cameron P, Joynt GM, et al. A major outbreak of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. N Engl J Med. 2003; 348(20): 1986-94. google scholar
  • 2. Peiris JS, Guan Y, Yuen KY. Severe acute respiratory syndrome. Nat Med. 2004; 10(12 Suppl): S88-97. google scholar
  • 3. Zaki AM, van Boheemen S, Bestebroer TM, Osterhaus AD, Fouchier RA. Isolation of a novel coronavirus from a man with pneumonia in Saudi Arabia. N Engl J Med. 2012; 367(19): 1814-20. 76 Inter-Populations Comparative Analysis of the ACE2, TMPRSS2, CTSB and CTSL Gene Variants Identified ... google scholar
  • 4. Wang Z, Yang B, Li Q, Wen L, Zhang R. Clinical Features of 69 Cases with Coronavirus Disease 2019 in Wuhan, China. Clin Infect Dis. 2020; 71(15): 769-77. google scholar
  • 5. Li W, Greenough TC, Moore MJ, Vasilieva N, Somasundaran M, Sullivan JL, et al. Efficient replication of severe acute respiratory syndrome coronavirus in mouse cells is limited by murine angiotensin-converting enzyme 2. J Virol. 2004; 78(20): 11429-33. google scholar
  • 6. Li KK, Yip CW, Hon CC, Lam CY, Zeng F, Leung FC. Characterisation of animal angiotensin-converting enzyme 2 receptors and use of pseudotyped virus to correlate receptor binding with susceptibility of SARS-CoV infection. Hong Kong Med J. 2012; 18(3): 35-8. google scholar
  • 7. Hou Y, Peng C, Yu M, Li Y, Han Z, Li F, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) proteins of different bat species confer variable susceptibility to SARS-CoV entry. Arch Virol. 2010; 155(10): 1563-9. google scholar
  • 8. Li W, Moore MJ, Vasilieva N, Sui J, Wong SK, Berne MA, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature. 2003; 426(6965): 450-4. google scholar
  • 9. Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, Krüger N, Herrler T, Erichsen S, et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell. 2020; 181(2): 271-80. google scholar
  • 10. Simmons G, Gosalia DN, Rennekamp AJ, Reeves JD, Diamond SL, Bates P. Inhibitors of cathepsin L prevent severe acute respiratory syndrome coronavirus entry. Proc Natl Acad Sci USA. 2005; 102(33): 11876-81. google scholar
  • 11. Matsuyama S, Nagata N, Shirato K, Kawase M, Takeda M, Taguchi F. Efficient activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by the transmembrane protease TMPRSS2. J Virol. 2010; 84(24): 12658-64. google scholar
  • 12. Shulla A, Heald-Sargent T, Subramanya G, Zhao J, Perlman S, Gallagher T. A transmembrane serine protease is linked to the severe acute respiratory syndrome coronavirus receptor and activates virus entry. J Virol. 2011; 85(2): 873-82. google scholar
  • 13. Kawase M, Shirato K, van der Hoek L, Taguchi F, Matsuyama S. Simultaneous treatment of human bronchial epithelial cells with serine and cysteine protease inhibitors prevents severe acute respiratory syndrome coronavirus entry. J Virol. 2012; 86(12): 6537-45. google scholar
  • 14. Darbani B. The Expression and Polymorphism of Entry Machinery for COVID-19 in Human: Juxtaposing Population Groups, Gender, and Different Tissues. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(10): 3433. doi:10.3390/ijerph17103433 google scholar
  • 15. Cao Y, Li L, Feng Z, Wan S, Huang P, Sun X, et al. Comparative genetic analysis of the novel coronavirus (2019-nCoV/ SARS-CoV-2) receptor ACE2 in different populations. Cell Discov. 2020; 6: 11. doi: 10.1038/s41421-020-0147-1 google scholar
  • 16. Hou Y, Zhao J, Martin W, Kallianpur A, Chung MK, Jehi L, et al. New insights into genetic susceptibility of COVID-19: an ACE2 and TMPRSS2 polymorphism analysis. Version 2. BMC Med. 2020; 18(1): 216. doi: 10.1186/ s12916-020-01673-z google scholar
  • 17. Asselta R, Paraboschi EM, Mantovani A, Duga S. ACE2 and TMPRSS2 variants and expression as candidates to sex and country differences in COVID-19 severity in Italy. Aging (Albany NY). 2020; 12(11): 10087-98. google scholar
  • 18. Richards S, Aziz N, Bale S, Bick D, Das S, Gastier-Foster J, et al; ACMG Laboratory Quality Assurance Committee. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet Med. 2015; 17(5): 405-24. google scholar
  • 19. Li W, Zhang C, Sui J, Kuhn JH, Moore MJ, Luo S, et al. Receptor and viral determinants of SARS-coronavirus adaptation to human ACE2. EMBO J. 2005; 24(8): 1634-43. google scholar


PAYLAŞ




İstanbul Üniversitesi Yayınları, uluslararası yayıncılık standartları ve etiğine uygun olarak, yüksek kalitede bilimsel dergi ve kitapların yayınlanmasıyla giderek artan bilimsel bilginin yayılmasına katkıda bulunmayı amaçlamaktadır. İstanbul Üniversitesi Yayınları açık erişimli, ticari olmayan, bilimsel yayıncılığı takip etmektedir.