The rapid accumulation of mutations in the SARS-CoV-2 Omicron variant that enabled its outbreak raises questions as to whether its proximal origin occurred in humans or another mammalian host. Here, we identified 45 point mutations that Omicron acquired since divergence from the B.1.1 lineage. We found that the Omicron spike protein sequence was subjected to stronger positive selection than that of any reported SARS-CoV-2 variants known to evolve persistently in human hosts, suggesting a possibility of host-jumping. The molecular spectrum of mutations (i.e., the relative frequency of the 12 types of base substitutions) acquired by the progenitor of Omicron was significantly different from the spectrum for viruses that evolved in human patients but resembled the spectra associated with virus evolution in a mouse cellular environment. Furthermore, mutations in the Omicron spike protein significantly overlapped with SARS-CoV-2 mutations known to promote adaptation to mouse hosts, particularly through enhanced spike protein binding affinity for the mouse cell entry receptor. Collectively, our results suggest that the progenitor of Omicron jumped from humans to mice, rapidly accumulated mutations conducive to infecting that host, then jumped back into humans, indicating an inter-species evolutionary trajectory for the Omicron outbreak.

ABSTRACT The rapid accumulation of mutations in the SARS-CoV-2 Omicron variant that enabled its outbreak raises questions as to whether its proximal origin occurred in humans or another mammalian host. Here, we identified 45 point mutations that Omicron acquired since divergence from the B.1.1 lineage. We found that the Omicron spike protein sequence was subjected to stronger positive selection than that of any reported SARS-CoV-2 variants known to evolve persistently in human hosts, suggesting the possibility of host-jumping. The molecular spectrum ( i . e ., the relative frequency of the twelve types of base substitutions) of mutations acquired by the progenitor of Omicron was significantly different from the spectrum for viruses that evolved in human patients, but was highly consistent with spectra associated with evolution in a mouse cellular environment. Furthermore, mutations in the Omicron spike protein significantly overlapped with SARS-CoV-2 mutations known to promote adaptation to mouse hosts, particularly through enhanced spike protein binding affinity for the mouse cell entry receptor. Collectively, our results suggest that the progenitor of Omicron jumped from humans to mice, rapidly accumulated mutations conducive to infecting that host, then jumped back into humans, indicating an inter-species evolutionary trajectory for the Omicron outbreak.

Abstract Background Liver fibrosis is a critical part of the clinical process of liver disease that progresses to cirrhosis and even liver cancer, and effective treatment and clinical biomarkers are urgently needed to manage liver fibrosis. Ferroptosis, a notable biological phenomenon that has received attention because of the role it performs in liver fibrosis. The objective of this research is in order to identify key ferroptosis genes related to advanced liver fibrosis/cirrhosis. Methods Gene expression differences were analyzed in liver fibrosis liver tissue of hepatitis B virus(HBV)infection patients, non-alcoholic steatohepatitis (NASH) patients and alcoholic hepatitis (AH) patients to obtain overlapping ferroptosis-related genes that are significantly up-regulated. A multigroup comparison was performed to evaluate the diagnostic clinical importance of ferroptosis-related genes of patients in differential degrees of liver fibrosis, and confirmed via gene expression trend analysis. The differential expression of candidate ferroptosis-related genes through classical carbon tetrachloride (CCl 4 ) induced advanced liver fibrosis mice model were validated by real-time quantitative PCR (qPCR). Correlation analysis was conducted to tentatively identify the connections between hepatic ferroptosis-related genes and key genes participating in functional pathways relevant to liver fibrosis. Results We screened and obtained 10 genes related to ferroptosis, all of which were significantly up-regulated in liver tissue from liver fibrosis patients of different etiologies, and identified acyl-CoA synthetase long chain family member 4 ( ACSL4 ) was transcriptomic enriched in patients with HBV infection, NASH, AH-associated advanced liver fibrosis and cirrhotic tissue adjacent to hepatocellular carcinoma (HCC). In CCl 4 induced advanced liver fibrosis mice model, the hepatic ACSL4 expression was significantly up-regulated when compared to normal controls. In our study, we also suggest a significant association between ACSL4 and representative genes in liver fibrosis-related pathway. Conclusion We found that ACSL4 mRNA can effectively differentiate the severity of liver fibrosis, suggesting its potential clinical diagnostic value in patients with liver fibrosis regardless of its etiology. ACSL4 may be a promising biomarker, which deserves further research.