Identification of a High-frequency Intra-host SARS-CoV-2 spike Variant with Enhanced Cytopathic and Fusogenic Effect
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a virus that is continuously evolving. Although its RNA-dependent RNA polymerase exhibits some exonuclease proofreading activity, viral sequence diversity can be produced by replication errors and host factors. A diversity of genetic variants can be observed in the intra-host viral population structure of infected individuals. Most mutations will follow a neutral molecular evolution and won’t make significant contributions to variations within and between infected hosts. Herein, we profiled the intra-sample genetic diversity of SARS-CoV-2 variants using high-throughput sequencing datasets from 15,289 infected individuals and infected cell lines. Most of the genetic variations observed, including C->U and G->U, were consistent with errors due to heat-induced DNA damage during sample processing and/or sequencing protocols. Despite high mutational background, we identified recurrent intra-variable positions in the samples analyzed, including several positions at the end of the gene encoding the viral Spike (S) protein. Strikingly, we observed a high-frequency C->A missense mutations resulting in the S protein lacking the last 20 amino acids (SΔ20). We found that this truncated S protein undergoes increased processing and increased syncytia formation, presumably due to escaping M protein retention in intracellular compartments. Our findings suggest the emergence of a high-frequency viral sublineage that is not horizontally transmitted but potentially involved in intra-host disease cytopathic effects. IMPORTANCE The mutation rate and evolution of RNA viruses correlate with viral adaptation. While most mutations do not have significant contributions to viral molecular evolution, some are naturally selected and cause a genetic drift through positive selection. Many recent SARS-CoV-2 variants have been recently described and show phenotypic selection towards more infectious viruses. Our study describes another type of variant that does not contribute to inter-host heterogeneity but rather phenotypic selection toward variants that might have increased cytopathic effects. We identified that a C-terminal truncation of the Spike protein removes an important ER-retention signal, which consequently results in a Spike variant that easily travels through the Golgi toward the plasma membrane in a pre-activated conformation, leading to increased syncytia formation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».