Genes for covid-19 resilience: identification of DNA markers corresponding to coronavirus resistance and susceptibility
Coronaviruses (CoVs) (order Nidovirales, family Coronaviridae,
subfamily
Coronavirinae) are responsible for respiratory disease outbreaks in many
vertebrate species.
They are a large family of single-stranded RNA enveloped viruses (+ssRNA) that can
be isolated in
different animal species. They have genome sizes ranging between 26 to 32 kilobases
(kb) in length,
being the largest genomes for RNA viruses (consequently increasing the effectiveness
of facemasks).
COVID-19 also known as severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2),
or "novel
coronavirus 2019" is a new virus
and we are just beginning to understand resistance and susceptibility in humans.
COVID-19 is similar to severe acute respiratory syndrome (SARS) in the respect
that both viruses
infect their human hosts via the same receptor, the angiotensin-converting enzyme 2
(ACE2 receptor),
and cause similar clinical and pathological features.
Interestingly the spike protein which is responsible for receptor binding is highly
similar between
2019-nCoV and SARS-CoV, this is a result of significant selection for the same
receptor (Wu.,
2020). Research into how
our bodies defend against SARS might reveal how our bodies could defend against
covid-19.
Several recent Genome Wide Association Studies (GWAS) have provided a much deeper
insight into
the genetic variations that can help to explain why some individuals are virtually
unaffected by
COVID-19, and for others the virus is life threatening or even fatal.
In this post, we provide a review of the peer reviewed literature and present information about candidate genes for SARS-CoV resistance. If you have taken an at home DNA test like those available from 23andMe, Ancestry DNA, Dante labs, you can evaluate your raw DNA data and see how your DNA sequence compares with the research findings.
כיצד לנתח את ה-DNA שלך כדי לקבוע עמידות או רגישות לנגיף הקורונה?
Step 1) Download your raw autosomal DNA file and save it to a safe and secure location
To analyze your DNA data, start by downloading your raw autosomal DNA and save it to a safe location. Here are instructions to download your raw DNA file from: 23andMe, Ancestry DNA, Family Tree DNA, Dante Labs, My Heritage, Genes For Good, Vitagene, and Living DNA.
שלב 2) נתח את קובץ ה-DNA הגולמי שלך
Search your raw DNA data using a text editor such as "text wrangler" or "notepad" using the "find" function, or using command line.
Open your raw DNA file and you will notice the headers of unique SNP ID (rs# or i#), chromosome, position and genotype. The formats differ slightly between each direct to consumer DNA testing company.
To evaluate your risk of poor recovery from the COVID-19 have a look for these DNA markers described below:
Several Genome Wide Association Study (GWAS) were recently published that describe loci associated with respiratory failure in patients infected with SARS-CoV-2 and three studies identified SNP markers in the same ~50 kb genomic segment that is inherited from Neandertals (Ellinghaus D et al., 2020, Zeberg & Pääbo, and Blokland et al., 2020). In addition these GWAS studies also identified a number of other DNA markers that are associated with COVID-19, and each of these are presented in the tabel below.
In addition, other DNA markers covered in this post include rs4804803 which was associated with SARS, and those positioned in the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) receptor which was proved to be the same receptor for the human respiratory coronavirus NL63, , SARS-coronavirus (SARS-CoV), and the novel coronavirus 2019-nCoV/SARS-CoV (Li et al., 2017; Lu et al., 2019). Since the spike protein of the coronavirus has evolved to match the ACE2 receptor, it's likely that individuals with variations that alter the protein sequence would result in a degree of resistance to covid-19. Below are non-synonymous SNPs from the ACE2 transcript NM_021804.2 and of particular interest are SNPs that cause major changes like rs199951323 which results in a premature stop codon.
| ג'ין | dbsnp | כרומוזום (GRCh37) | POS | REF | ALT | אללים סיכון | אפקט מרקר האפקט מרקר הוא טכניקה בפוסט פרודקשן שמשמשת ליצירת תנועה והדגשת חלקי תמונה מסוימים. האפקט משתמש במרקרים וכלי כתיבה כדי ליצור תנועה וכתיבה על התמונה, וליצור תחושת תנועה ודינמיות. האפקט מרקר נמצא בשימוש רב בסרטים, תוכניות טלוויזיה ופרסומות ומשמש ליצירת תנועה והדגשת חלקי תמונה מסוימים. הוא נוצר באמצעות תוכנות עריכה ואפקטים ומשתמש בטכניקות כמו תנועה עצמית, תנועת מצלמה וכתיבה על התמונה. האפקט מרקר נותן לצופה תחושת תנועה ודינמיות ומשמש ליצירת תחושת תנועה ופעילות בתמונה. הוא נותן לצופה חוויה חזותית מעניינת ומרתקת ומשמש ככלי יצירתי ויצירתי בעולם הפוסט פרודקשן. | הפניה |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IVNS1ABP | rs6668622 | 1 | 185414582 | T | C | גרסה רגישה T:T ו-T:C בגבריםs | יחס הסיכויים 1.44 | Roberts., 2020; |
| SRRM1 | rs111972040 | 1 | 24999361 | A | G | גנוטיפים סיכוניים G:G ו-A:G, טיפוס 3' UTR | יחס הסיכויים להתכנסות לבית חולים הוא 8.29 | |
| LZTFL1 | rs35044562 | 3 | 45909024 | A | G | גנוטיפים סיכון G:G ו-A:G, משתנה אינטרון, משתנה גני עליון של הטרנסקריפט | odds ratio 1.60 | Blokland et al., 2020; Zeberg & Pääbo |
| LZTFL1 | rs11385942 | 3 | 45876460 | A | - or A or AAA | InDel, A:A and A:- יש להם תכונת רגישות גבוהה לכשלי נשימה, וריאנט אינטרון. | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| LZTFL1 | rs10490770 *LD with rs11385942 | 3 | 45864732 | T | C | גנוטיפים סיכון T:C ו-C:C, משתנה אינטרון | יחס הסיכויים עבור נושאים הטרוזיגוטיים 1.7 | Zeberg and Pääbo., 2020; |
| LZTFL1 | rs67959919 *LD with rs11385942 | 3 | 45871908 | G | A | גנוטיפים סיכון G:A ו-A:A, משתנה אינטרון | יחס הסיכויים עבור נושאים הטרוזיגוטיים 1.7 | |
| LZTFL1 | rs35624553 *LD with rs11385942 | 3 | 45867440 | A | G | גנוטיפים סיכון G:A ו-G:G, משתנה אינטרון | יחס הסיכויים עבור נושאים הטרוזיגוטיים 1.7 | |
| LZTFL1 | rs71325088 *LD with rs11385942 | 3 | 45862952 | T | C | גנוטיפים סיכון C:T ו-C:C, משתנה אינטרון | יחס הסיכויים עבור נושאים הטרוזיגוטיים 1.7 | |
| ABO | rs657152 | 9 | 136139265 | A | C or T | אלל סיכון, משתנה אינטרון | odds ratio 1.77 | Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020 |
| Intergenic | rs5798227 | 12 | 53120100 | C | - | אלל הסיכון הוא המחיקה | p = 2.2x10-7 | Blokland et al., 2020; |
| IGHV3-7 | rs11844522 | 14 | 106522576 | C | T | שינויים ניתנים לסובייט T:T, C:T | p=1.9x10-7 | |
| Immunoglobulin Lambda Locus (IGL) | rs73166864 | 22 | 23340580 | T | C or G | שינויים נתונים T:T ו-T:C ניתנים לסובלנות | odds ratio 1.7 | Roberts., 2020; |
| TLR7 | rs200553089 | ChrX | 12906010 | G | T | גנוטיפים סיכוניים T:G ו-T:T, משתנה חמצוני חסר תועלת | Made et al., 2020; | |
| SNP נרדפים הממוקמים ב-ACE2 | ||||||||
| ACE2 | rs373153165 | chrX | 15580093 | C | T or A | הפריט המחסור | p.Asp785Asn/c.2353G>A | Cao et al., 2020 |
| ACE2 | rs140016715 | chrX | 15582154 | G | A | הפריט המחסור | p.Arg768Trp/c.2302C>T | |
| ACE2 | rs147311723 | chrX | 15582265 | G | A | הפריט המחסור | p.Leu731Phe/c.2191C>T | |
| ACE2 | rs41303171 | chrX | 15582298 | T | C | הפריט המחסור | p.Asn720Asp/c.2158A>G | |
| ACE2 | rs370187012 | chrX | 15582327 | C | T | הפריט המחסור | p.Arg710His/c.2129G>A | |
| ACE2 | rs776995986 | chrX | 15582334 | G | A | הפריט המחסור | p.Arg708Trp/c.2122C>T | |
| ACE2 | rs149039346 | chrX | 15584416 | A | G | הפריט המחסור | p.Ser692Pro/c.2074T>C | |
| ACE2 | rs200180615 | chrX | 15584488 | C | T | הפריט המחסור | p.Glu668Lys/c.2002G>A | |
| ACE2 | * |
chrX | 15585879 | A | C | stop_gained | p.Leu656*/c.1967T>G | |
| ACE2 | rs183135788 | chrX | 15585933 | T | C | הפריט המחסור | p.Asn638Ser/c.1913A>G | |
| ACE2 | rs748163894 | chrX | 15588434 | G | A | הפריט המחסור | ||
| ACE2 | rs202137736 | chrX | 15591485 | T | C | משתנה באזור הקיטור+משתנה באינטרון | c.1541+5A>G | |
| ACE2 | rs140473595 | chrX | 15591530 | C | T | הפריט המחסור | p.Ala501Thr/c.1501G>A | |
| ACE2 | rs191860450 | chrX | 15593829 | T | C | הפריט המחסור | p.Ile468Val/c.1402A>G | |
| ACE2 | rs758142853 | chrX | 15609868 | A | G | הפריט המחסור | p.Val184Ala/c.551T>C | |
| ACE2 | rs754511501 | chrX | 15609902 | C | T | הפריט המחסור | p.Gly173Ser/c.517G>A | |
| ACE2 | rs746034076 | chrX | 15609943 | T | C | הפריט המחסור | p.Asn159Ser/c.476A>G | |
| ACE2 | rs373252182 | chrX | 15609973 | T | C | הפריט המחסור | p.Asn149Ser/c.446A>G | |
| ACE2 | rs2285666 | chrX | 15610348 | C | T | משתנה באזור הקיטור+משתנה באינטרון | c.439+4G>A | |
| ACE2 | rs768736934 | chrX | 15612963 | C | T | משתנה באזור הקיטור+משתנה באינטרון | c.345+5G>A | |
| ACE2 | rs4646116 | chrX | 15618958 | T | C | הפריט המחסור | p.Lys26Arg/c.77A>G | |
| ACE2 | rs73635825 | chrX | 15618980 | A | G | הפריט המחסור | p.Ser19Pro/c.55T>C | |
| SNPs הקשורים ל-SARS | ||||||||
| CD209 | rs4804803 | 19 | 7812733 | A | G | גן סוספטיבילי A:A, טיפול על פני מספר רצף עליון | NC_000019.10:7747846 | Sakuntabhai et al., 2005; Chan et al., 2010 |