Les niveaux moléculaires de variance existants dans les haplotypes du gène du récepteur de l'interféron alpha-bêta chez les orthopoxvirus

Les niveaux moléculaires de variance existants dans les haplotypes du gène du récepteur de l'interféron alpha-bêta chez les orthopoxvirus

Dans une étude récemment publiée bioRxiv * Les chercheurs ont mené une analyse de la variance moléculaire (AMOVA) dans 59 haplotypes du gène du récepteur de l'interféron (IFN)-alpha (α) /beta (β) (IFNAR), à commencer par le virus de la variole du singe (MPX) (MPXV), le virus de la variole du chameau, le virus de la buffalopox, le virus de l'Ectromelia, le virus de la variole de la vache, le virus de la variole du lapin, le virus variolique (VARV) et le virus de la vaccine.

Lernen: Populationsgenetik und Analyse der molekularen Varianz (AMOVA) des Interferon-Alpha-Beta-Rezeptorgens des Affenpockenvirus und seine evolutionäre Beziehung zur Gattung Orthopoxvirus. Bildnachweis: Dotted Yeti/Shutterstock

arrière-plan

Au fil du temps, les orthopoxvirus ont acquis des propriétés évolutives pour s'adapter et limiter les réponses immunologiques de l'hôte. Les stratégies immunitaires utilisées par les virus pourraient influencer les vaccinations contre la variole par le biais de mécanismes qui affaiblissent les actions effectrices de l'inhibition antivirale et confèrent des propriétés immunorégulatrices.

À propos des études

Dans la présente étude, les chercheurs ont effectué une analyse de variance moléculaire en utilisant 59 haplotypes du gène IFNAR de la base de données NCBI (National Biotechnology Information Center) pour améliorer la compréhension des aspects évolutifs du gène IFN et de son comportement probable dans MPX.

Les haplotypes des gènes IFNAR du MPXV, du virus de la variole du chameau, du virus de la variole du buffle, du virus de la variole de la vache, du virus de la variole du lapin, du virus de l'ectromélie, du VARV et du virus de la vaccine ont été extraits de la base de données NCBI le 6 août 2022. Les séquences virales ont été analysées à l'aide d'une analyse de la structure génétique pour évaluer la variance moléculaire, la diversité haplotypique, l'inadéquation génétique, incompatibilité, distance génétique, expansion démographique et spatiale, diversité moléculaire et temps de divergence évolutive.

Des tests d'analyse spectrale (SFS) ont été effectués pour estimer les paramètres démographiques du spectre de fréquences et des analyses de simulation ont été effectuées. Les indices de diversité moléculaire ont été calculés sur la base des différences de séquence et des estimateurs thêta ont été utilisés pour l'estimation de l'homozygotie sur la base de l'équilibre entre mutations et dérive génétique.

Les méthodes Jukes et Singer ont été utilisées pour estimer les différences entre les haplotypes, et les méthodes Kimura et Tamura pour estimer les fréquences des haplotypes. La méthode Tajima et Nei a été utilisée pour évaluer les différences nucléotidiques dans les haplotypes et les taux de transitions, de transversions et de mutations par insertion-délétion. Un arbre de réseau couvrant minimum (MSN) a été utilisé pour calculer les distances entre les unités taxonomiques opérationnelles (OTU) de matrices de distance d'haplotypes appariées.

Une modélisation de probabilité maximale a été utilisée pour reconstruire la phase gamétique de génotypes multilocaux, et des analyses de variance moléculaire locus par locus ont été réalisées. Des tests de neutralité tels que le test d'homozygotie d'Ewens-Watterson, le test d'Ewens-Watterson-Slatkin, le test de neutralité sélective de Tajima et le test de neutralité sélective FS-FU ont été réalisés.

Résultats

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Huit groupes distincts d'orthopoxvirus ont été détectés avec des variations et des degrés variables de configuration, le virus de la variole de la vache étant généralement plus grand (avec plus de mutations par insertion-délétion). Les tests Tajima et FS-FU ont montré un désaccord entre les estimations π et φ, ce qui suggère qu'aucune expansion de la population ne se produit pour tous les virus, à l'exception du virus de la variole vache.

Une divergence génomique élevée due à des mutations et à une structuration étendue a été observée dans cinq groupes (variole de la vache, variole du chameau, MPX, variole et vaccine), ce qui pourrait être dû à une perte d'haplotype intermédiaire entre les générations, probablement associée à l'absence de flux génétique. Les niveaux de structuration ont révélé un modèle discontinu de divergence génétique entre les groupes étudiés, prenant en compte l'existence potentielle de multiples états mutationnels, en particulier dans la variole de la vache.

Les mutations du gène IFNAR dans les cinq groupes étaient hautement fixes (valeur FST de 76 %) sur la base de la dérive génétique et de l'effet fondateur accompagnant le comportement de perte d'haplotype intermédiaire et/ou de propagation entre générations de virus. Les valeurs de distance génétique ont montré un modèle de divergence élevée et continue pour les groupes d'étude.

De plus, les différences entre 59 haplotypes se reflétaient dans le nombre élevé de variations et de hiérarchies inter-haplotypes dans toutes les composantes de la covariance : par les différences inter et intra au niveau du groupe et de l'individu. L'analyse AMOVA et la distance génétique ont montré des résultats significatifs pour les groupes de virus testés avec des composantes de variation entre les groupes et au sein des groupes de 25 % et huit pour cent, respectivement, indiquant une divergence évolutive élevée entre les groupes. Aucune similitude significative n'a été trouvée pour le temps de divergence évolutive génétique entre toutes les populations.

Les estimateurs thêta n’ont pas montré de résultats cohérents d’une méthode à l’autre, ce qui suggère qu’il n’y a pas de conservation IFNAR parmi les virus étudiés. Les polymorphismes haplotypiques faisaient référence à de grandes variations (mutations silencieuses et rapides) et à une diversité génétique dans les produits protéiques des orthopoxvirus étudiés, ce qui compliquait le développement de cibles moléculaires pour le développement de médicaments et de vaccins. Les résultats suggèrent que le gène IFNAR pourrait ne pas être efficace pour supprimer les infections virales.

Des diversités moléculaires moindres ont été observées pour le virus de l'ectromélie, le virus de la variole du lapin et le virus de la buffalopoxe. Les variations de Tau et les analyses d'incompatibilité ont montré des différences significatives, en particulier entre les groupes du MPXV, du virus de la variole vache et du virus de la variole du chameau, sur la base de la taille de la population ancestrale et des taux de mutation non constants.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une grande diversité d’haplotypes avec une augmentation des mutations, des transversions et des transitions par insertion-délétion pour cinq groupes de virus avec une expansion marginale des populations virales. Les estimateurs ont souligné un manque de conservation du gène IFNAR (et de son produit protéique) parmi les virus, ce qui a conduit à l’utilisation de thérapies neutralisantes à base d’anticorps et au développement de nouveaux médicaments susceptibles d’agir comme adjuvants efficaces pour le gène IFNAR.

*REMARQUE importante

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui n'ont pas été évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement en matière de santé, ou être traités comme des informations établies.

Référence:

• Felix, P. et al. (2022) „Populationsgenetik und Analyse der molekularen Varianz (AMOVA) des Interferon-Alpha-Beta-Rezeptorgens des Affenpockenvirus und seine evolutionäre Beziehung zur Gattung Orthopoxvirus“. bioRxiv. doi: 10.1101/2022.09.02.506281. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.02.506281v1

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