Esošie molekulārie dispersijas līmeņi interferona alfa-beta receptoru gēna haplotipos ortopoksvīrusos

Esošie molekulārie dispersijas līmeņi interferona alfa-beta receptoru gēna haplotipos ortopoksvīrusos

Nesen publicētā pētījumā bioRxiv * Pētnieki veica molekulārās dispersijas (AMOVA) analīzi 59 interferona (IFN)-alfa (α)/beta (β) receptoru (IFNAR) gēna haplotipos, sākot no pērtiķu baku (MPX) vīrusa (MPXV), kamieļu baku vīrusa, bifeļu vīrusu, Ectromelia variācijas vīrusa, trušu baku vīrusa, trušu baku vīrusa. vīruss (VARV) un vakcinācijas vīruss.

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

fons

Laika gaitā ortopoksvīrusi ir ieguvuši evolucionāras īpašības, lai pielāgotos un ierobežotu saimniekorganisma imunoloģiskās reakcijas. Vīrusu izmantotās imunivazīvās stratēģijas var ietekmēt baku vakcināciju, izmantojot mehānismus, kas vājina pretvīrusu inhibīcijas efektoru darbību un piešķir imūnregulējošas īpašības.

Par mācībām

Šajā pētījumā pētnieki veica molekulārās dispersijas analīzi, izmantojot 59 IFNAR gēna haplotipus no NCBI (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs) datu bāzes, lai uzlabotu izpratni par IFN gēna evolūcijas aspektiem un tā iespējamo uzvedību MPX.

MPXV, kamieļu baku vīrusa, bifeļu vīrusa, govju baku vīrusa, trušu baku vīrusa, ektromēlijas vīrusa, VARV un vaccinia vīrusa IFNAR gēnu haplotipi tika izgūti no NCBI datu bāzes 2022. gada 6. augustā. nesaderība, ģenētiskais attālums, demogrāfiskā un telpiskā paplašināšanās, molekulārā daudzveidība un evolucionārās novirzes laiks.

Lai novērtētu frekvenču spektra demogrāfiskos parametrus, tika veikti spektra analītiskie testi (SFS) un simulācijas analīzes. Molekulārās daudzveidības indeksi tika aprēķināti, pamatojoties uz secību atšķirībām, un teta novērtētāji tika izmantoti homozigotitātes novērtēšanai, pamatojoties uz līdzsvaru starp mutācijām un ģenētisko novirzi.

Haplotipu atšķirību novērtēšanai tika izmantotas Jukes un Singer metodes, bet haplotipu biežuma noteikšanai tika izmantotas Kimura un Tamura metodes. Tajima un Nei metode tika izmantota, lai novērtētu nukleotīdu atšķirības haplotipos un pāreju, transversiju un ievietošanas-delecijas mutāciju ātrumu. Lai aprēķinātu attālumus starp sapāroto haplotipa attāluma matricu operatīvajām taksonomiskajām vienībām (OTU), tika izmantots minimālā aptverošā tīkla (MSN) koks.

Lai rekonstruētu multilokālo genotipu gametisko fāzi, tika izmantota maksimālās varbūtības modelēšana, un tika veiktas lokusa pēc lokusa molekulārās dispersijas analīzes. Tika veikti neitralitātes testi, piemēram, Ewens-Watterson homozigotitātes tests, Ewens-Watterson-Slatkin tests, Tajima selektīvās neitralitātes tests un FS-FU selektīvās neitralitātes tests.

Rezultāti

Ģenētika un genomika e-grāmata

Pagājušā gada populārāko interviju, rakstu un ziņu apkopojums.

Lejupielādējiet kopiju šodien

Ir konstatētas astoņas atšķirīgas ortopoksvīrusu grupas ar variācijām un dažāda rakstura pakāpēm, un govju baku vīruss parasti ir lielāks (ar vairāk ievietošanas un dzēšanas mutāciju). Tajima un FS-FU testi parādīja domstarpības starp π un φ aprēķiniem, kas liecina, ka populācijas paplašināšanās nenotiek visiem vīrusiem, izņemot govju baku vīrusu.

Augsta genoma atšķirība mutāciju un plaša rakstura dēļ tika novērota piecās grupās (govju bakas, kamieļu bakas, MPX, variola un vaccinia), kas varētu būt saistīts ar starpposma haplotipa zudumu starp paaudzēm, kas, iespējams, ir saistīts ar gēnu plūsmas neesamību. Strukturēšanas līmeņi atklāja nepārtrauktu ģenētisko atšķirību modeli starp pētītajām grupām, ņemot vērā iespējamo vairāku mutāciju stāvokļu esamību, īpaši govju baku gadījumā.

IFNAR gēnu mutācijas piecās grupās bija ļoti fiksētas (FST vērtība 76%), pamatojoties uz ģenētisko novirzi un dibināšanas efektu, kas pavada starpposma haplotipa zudumu un / vai izplatīšanos starp vīrusu paaudzēm. Ģenētiskā attāluma vērtības liecināja par nepārtrauktu lielu atšķirību modeli pētījuma grupām.

Turklāt atšķirības starp 59 haplotipiem atspoguļojās lielajā starphaplotipu variāciju un hierarhiju skaitā visos kovariācijas komponentos: starp un iekšējām atšķirībām grupas un individuālā līmenī. AMOVA un ģenētiskā attāluma analīze parādīja nozīmīgus rezultātus pārbaudītajām vīrusu grupām ar starpgrupu un grupu variācijas komponentiem attiecīgi 25% un astoņiem procentiem, kas norāda uz augstu evolūcijas atšķirību starp grupām. Netika atrastas būtiskas līdzības attiecībā uz ģenētiskās evolūcijas atšķirības laiku starp visām populācijām.

Teta novērtētāji neuzrādīja konsekventus rezultātus dažādās metodēs, kas liecina, ka pētītajiem vīrusiem nav IFNAR saglabāšanās. Haplotipa polimorfismi attiecās uz lielām variācijām (klusām un straujām mutācijām) un ģenētisko daudzveidību pētīto ortopoksvīrusu proteīna produktos, kas sarežģīja zāļu un vakcīnu izstrādes molekulāro mērķu izstrādi. Rezultāti liecināja, ka IFNAR gēns var nebūt efektīvs vīrusu infekciju nomākšanā.

Mazākas molekulārās atšķirības tika novērotas attiecībā uz ektromēlijas vīrusu, trušu baku vīrusu un bifeļu vīrusu. Tau variācijas un nesaderības analīzes parādīja būtiskas atšķirības, jo īpaši starp MPXV, govs baku vīrusa un kamieļu baku vīrusu grupām, pamatojoties uz senču populācijas lielumu un nemainīgu mutāciju līmeni.

Secinājums

Kopumā pētījuma rezultāti uzrādīja lielu haplotipu daudzveidību ar palielinātām ievietošanas un dzēšanas mutācijām, transversijām un pārejām piecām vīrusu grupām ar nelielu vīrusu populāciju paplašināšanos. Aprēķini norādīja uz IFNAR gēna (un tā proteīna produkta) saglabāšanas trūkumu starp vīrusiem, kas ir pamatā neitralizējošu antivielu terapiju izmantošanai un jaunu zāļu izstrādei, kas varētu darboties kā efektīvi IFNAR gēna palīglīdzekļi.

*Svarīga PIEZĪME

bioRxiv publicē provizoriskus zinātniskus ziņojumus, kas nav salīdzinoši pārskatīti, un tāpēc tos nevajadzētu uzskatīt par pārliecinošiem, vadīt klīnisko praksi/veselības uzvedību vai uzskatīt, ka tie ir vispāratzīta informācija.

Atsauce:

• 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

.