Identificação de sequências da subfamília Orthocoronavirinae em metagenomas e metatranscriptomas e análise da diversidade genômica do coronavírus humano NL63 - Silva, Giovanna Melo Martins (2023)
O desenvolvimento de tecnologias de sequenciamento de alto rendimento na última década resultou em grandes repositórios de dados brutos de sequenciamento e projetos metagenômicos. Paralelamente, a biologia computacional e a bioinformática se tornaram aliadas importantes, resultando na criação de diversas ferramentas de classificação taxonômica. A pandemia da COVID-19 (Coronavirus Disease 2019) demonstrou a importância de investigar melhor os coronavírus, especialmente os coronavírus humanos que impactam a saúde e os serviços públicos. Entre eles, o HCoV-NL63 é um coronavírus sazonal que afeta os seres humanos, está distribuído globalmente, causa doenças respiratórias leves a moderadas e compartilha o mesmo receptor para entrada no hospedeiro que o SARS-CoV e o SARS-CoV-2. Este trabalho utiliza bancos de dados públicos de sequências para 1) comparar duas ferramentas de bioinformática, Kaiju e Burrows-Wheeler Aligner (BWA), na identificação de sequências virais da subfamília Orthocoronavirinae em metagenomas humanos e 2) realizar uma análise filogenética abrangente do HCoV-NL63. Foram selecionadas aleatoriamente 1169 amostras humanas (de um total de 3670) e a classificação taxonômica foi realizada com o uso do Kaiju (análise de dois passos com diferentes bancos de dados de referência). Usando o Kaiju, foram encontradas 150 amostras positivas para CoVs, no entanto, não foi possível montar nenhum genoma. Além disso, todas as 3670 amostras foram analisadas usando o BWA, com resultados negativos para CoVs, exceto uma amostra que continha sequências do HCoV NL63. Nossos resultados sugerem que as amostras investigadas não continham coronavírus, apenas sequências conservadas e similares entre organismos, o que foi superestimado pela ferramenta Kaiju. Por outro lado, o BWA pode ser utilizado para identificar viromas em diversos produtos de sequenciamento. Neste estudo, também utilizamos 173 sequências de genes de espícula disponíveis publicamente do HCoV-NL63 para realizar a análise filogenética. A análise de máxima verossimilhança resultou em oito subgenótipos (A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2 e C3), consolidando a divisão da linhagem B em B1 e B2. Os subgenótipos B2 (20,1%), B1 (19,5%) e C3 (16,1%) foram os mais prevalentes. Foi encontrada seleção positiva nas posições S1 (V57, G96, N431) e S2 (V1177, E1206). Foram detectadas sete substituições não sinônimas na região BLR. Em comparação com outros genótipos, o genótipo B apresenta um número significativo de substituições de aminoácidos na região S1. Nossa análise também identificou uma alta prevalência de eventos de recombinação dentro da região S1 (12-307 aminoácidos). O genótipo A, que apresenta o maior número de eventos de recombinação, mostra um período restrito de surgimento tanto em termos de tempo quanto de local, exibindo um padrão de seleção purificadora. Nossos resultados destacam a importância da vigilância epidemiológica e filogenética contínua, sendo fortemente recomendada para prever a evolução de futuras variantes.