Role různých typů mutací v evoluci genomů SARS-CoV

Anastasiia BYKOVA

Doctoral thesis

The role of various types of mutations in evolution of SARS-CoV genomes

Abstract:

The global pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) was caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). The virus is characterized by high virulency, which led to its worldwide spread. Another important feature of the virus is its ability to escaped the host antiviral defense system and target humoral immune system, which further results in severe deterioration of the body because of the cytokine storm. Its closely related species, SARS-CoV has started the very first pandemic of the 21st century in 2002. Both viruses belong to the genus Betacoronavirus and have relatively large single strand (+) RNA genomes. Usually, RNA viruses demonstrate a high mutation frequency. However, SARS-CoVs was shown to possess a proofreading 3'-to-5' exoribonuclease, which supposed to facilitate maintenance of the large genome by correction of replication errors. Nevertheless, it was shown that coronaviruses undergo rapid recombination to generate new strains of altered virulence. Mutations play an important role in viruses' adaptations and evolution. In this thesis, I present 3 articles I have co-authored, which are all united under the same umbrella of shedding more light on mutations across the SARS-CoVs genomes, their mechanisms, putative functions, and influences on the genome evolution and life cycle of the viruses.

Abstract:

Globální pandemie onemocnění coronavirus 2019 (COVID-19) byla způsobena těžkým akutním respiračním syndromem coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Virus se vyznačuje vysokou virulencí, která vedla k jeho celosvětovému šíření. Dalším důležitým rysem viru je jeho schopnost uniknout hostitelskému antivirovému obrannému systému a zaměřit se na humorální imunitní systém, což dále vede k vážnému poškození těla kvůli cytokinové bouři. Jeho blízce příbuzný druh, SARS-CoV, zahájil úplně první pandemii 21 století v roce 2002. Oba viry patří do rodu Betacoronavirus a mají relativně velké jednořetězcové (+) RNA genomy. RNA viry obvykle vykazují vysokou frekvenci mutací. Ukázalo se však, že SARS-CoVs má korekturu 3'-to-5' exoribonukleázy, která měla usnadnit údržbu velkého genomu korekcí chyb replikace. Přesto se ukázalo, že koronaviry procházejí rychlou rekombinací za vzniku nových kmenů změněné virulence. Mutace hrají důležitou roli v adaptacích a evoluci virů. V této práci, představuji 3 články, které jsem spoluautorem, které jsou všechny sjednoceny pod stejným záštitou vrhání více světla na mutace napříč genomy SARS-CoVs, jejich mechanismy, domnělé funkce, a vlivy na vývoj genomu a životní cyklus virů.

Keywords

SARS-CoV-2, SARS-CoV, evoluce, přirozený výběr, rekombinace, mutační hotspoty, virová zdatnost

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 8. 2024

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 17. 9. 2024
• Vedúci: prof. Vyacheslav Yurchenko, Ph.D., prof. Vyacheslav Yurchenko, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Biology / Biology