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Massive‐scale genomic analysis reveals SARS‐CoV‐2 mutation characteristics and evolutionary trends

mLife 2022年第3期1卷 311-322页

作者： Yamin Sun Min Wang Wenchao Lin Wei Dong Jianguo Xu Research Institute of Public Health Nankai UniversityTianjinChina TEDA Institute of Biological Sciences and Biotechnology Nankai UniversityTianjinChina Engineering and Research Center for Microbial Functional Genomics and Detection Ministry of EducationNankai UniversityTianjinChina State Key Laboratory for Infectious Disease Prevention and Control Chinese Center for Disease Control and PreventionNational Institute for Communicable Disease Control and PreventionBeijingChina Research Units of Discovery of Unknown Bacteria and Function Chinese Academy of Medical SciencesBeijingChina

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS‐CoV‐2)pandemic resulted in significant societal costs.Hence,an in‐depth understanding of SARS‐CoV‐2 virus mutation and its evolution will help determine the direction of the COVID‐19 pandemic.In this study,we identified 296,728 de novo mutations in more than 2,800,000 high‐quality SARS‐CoV‐2 genomes.All possible factors affecting the mutation frequency of SARS‐CoV‐2 in human hosts were analyzed,including zinc finger antiviral proteins,sequence context,amino acid change,and translation efficiency.As a result,we proposed that when adenine(A)and tyrosine(T)bases are in the context of AM(M stands for adenine or cytosine)or TA motif,A or T base has lower mutation frequency.Furthermore,we hypothesized that translation efficiency can affect the mutation frequency of the third position of the codon by the selection,which explains why SARS‐CoV‐2 prefers AT3 codons usage.In addition,we found a host‐specific asymmetric dinucleotide mutation frequency in the SARS‐CoV‐2 genome,which provides a new basis for determining the origin of the SARS‐CoV‐2.Finally,we summarize all possible factors affecting mutation frequency and provide insights into the mutation characteristics and evolutionary trends of SARS‐CoV‐2.

关键词： de novo mutation evolutionary trends mutation characteristics mutation frequency SARS‐CoV‐2

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