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正痘病毒干扰素α-β受体基因单倍型现有的分子水平变异
在最近发表的 bioRxiv* 研究中，研究人员对干扰素 (IFN) α (α) /β (β) 受体 (IFNAR) 基因的 59 个单倍型进行了分子变异 (AMOVA) 分析，从猴痘 (MPX) 病毒 (MPXV)、骆驼痘病毒、水痘病毒、痘痘病毒、牛痘病毒、兔痘病毒、天花病毒 (VARV) 和牛痘病毒开始。学习：猴痘病毒干扰素α-β受体基因的群体遗传学和分子变异分析（AMOVA）及其与正痘病毒属的进化关系。图片来源：Dotted Yeti/Shutterstock 背景 随着时间的推移，正痘病毒已经获得了适应和限制宿主免疫反应的进化特性。病毒使用的免疫侵入策略可能会通过需要抗病毒效应作用的机制来影响天花疫苗接种......
正痘病毒干扰素α-β受体基因单倍型现有的分子水平变异
在最近发表的一项研究中 生物Rxiv * 研究人员对干扰素 (IFN)-α (α) /β (β) 受体 (IFNAR) 基因的 59 个单倍型进行了分子变异 (AMOVA) 分析，从猴痘 (MPX) 病毒 (MPXV)、骆驼痘病毒、水牛痘病毒、鸡痘病毒、牛痘病毒、兔痘病毒、天花病毒 (VARV) 和牛痘病毒开始。
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
背景
随着时间的推移，正痘病毒已经获得了适应和限制宿主免疫反应的进化特性。 病毒使用的免疫侵入策略可能通过削弱抗病毒抑制效应作用并赋予免疫调节特性的机制来影响天花疫苗接种。
关于学习
在本研究中，研究人员使用 NCBI（国家生物技术信息中心）数据库中的 59 个 IFNAR 基因单倍型进行了分子方差分析，以加深对 IFN 基因进化方面及其在 MPX 中可能行为的理解。
2022年8月6日从NCBI数据库检索MPXV、骆驼痘病毒、水牛病毒、牛痘病毒、兔痘病毒、痘苗病毒、天花病毒和牛痘病毒的IFNAR基因单倍型。使用遗传结构分析对病毒序列进行分析，以评估分子变异、单倍型多样性、遗传错配、不相容性、遗传距离、人口和空间扩张、分子多样性和进化分歧。时间。
进行频谱分析测试（SFS）来估计频谱的人口统计参数，并进行模拟分析。 根据序列差异计算分子多样性指数，并使用theta估计器根据突变和遗传漂变之间的平衡进行纯合性估计。
Jukes和Singer方法用于估计单倍型差异，Kimura和Tamura方法用于估计单倍型频率。 Tajima 和 Nei 方法用于评估单倍型的核苷酸差异以及转换、颠换和插入缺失突变的比率。 使用最小生成网络（MSN）树来计算配对单倍型距离矩阵的操作分类单元（OTU）之间的距离。
使用最大概率模型重建多局部基因型的配子期，并进行逐位点分子方差分析。 进行Ewens-Watterson纯合性检验、Ewens-Watterson-Slatkin检验、Tajima选择性中性检验和FS-FU选择性中性检验等中性检验。
结果
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已检测到八个不同的正痘病毒组，它们具有变异和不同程度的模式，其中牛痘病毒通常较大（具有更多的插入删除突变）。 Tajima 和 FS-FU 测试显示 π 和 φ 估计之间存在分歧，这表明除牛痘病毒外的所有病毒都没有发生种群扩张。
在五组（牛痘、骆驼痘、MPX、天花和牛痘）中观察到由于突变和广泛的模式而导致的高基因组差异，这可能是由于世代之间的中间单倍型丢失所致，可能与基因流的缺失有关。 考虑到多种突变状态的潜在存在，特别是在牛痘中，结构水平揭示了研究群体之间遗传差异的不连续模式。
基于遗传漂变和伴随中间单倍型丢失和/或病毒代间传播行为的基础效应，五组中的 IFNAR 基因突变高度固定（FST 值 76%）。 研究组的遗传距离值显示出连续的高分歧模式。
此外，59 个单倍型之间的差异反映在协方差所有组成部分中大量的单倍型间变异和层次结构：通过群体和个体水平的内部和内部差异。 AMOVA 和遗传距离分析显示，测试的病毒组的结果显着，组间和组内变异分量分别为 25% 和 8%，表明组间存在高度进化分歧。 所有种群之间的遗传进化分化时间没有发现显着的相似性。
Theta 估计器在不同方法中没有显示出一致的结果，这表明所研究的病毒之间不存在 IFNAR 保守性。 单倍型多态性是指所研究的正痘病毒蛋白质产物中的巨大变异（沉默和快速突变）和遗传多样性，这使得药物和疫苗开发的分子靶标的开发变得复杂。 结果表明，IFNAR 基因可能无法有效抑制病毒感染。
对于节肢动物病毒、兔痘病毒和水牛痘病毒，观察到的分子多样性较少。 基于祖先种群规模和非恒定突变率，Tau 变异和不相容性分析显示出显着差异，特别是在 MPXV、牛痘病毒和骆驼痘病毒组之间。
结论
总体而言，研究结果显示，五个病毒组具有较高的单倍型多样性，插入缺失突变、颠换和转变增加，病毒种群略有扩张。 估计者指出，病毒中的 IFNAR 基因（及其蛋白质产物）缺乏保守性，这支持了基于中和抗体的疗法的使用，并开发了可以充当 IFNAR 基因有效佐剂的新药物。
*重要注意事项
bioRxiv 发布未经同行评审的初步科学报告，因此不应被视为结论性的、指导临床实践/健康行为的报告，或被视为既定信息。
参考：
- 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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