A tanulmány a Monkeypox Clade IIb megnövekedett átvihetőségét a genomikus harmonikának tulajdonítja

A tanulmány a Monkeypox Clade IIb megnövekedett átvihetőségét a genomikus harmonikának tulajdonítja

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban bioRxiv * Szerver: A kutatók genomiális vizsgálatot végeztek a Spanyolországban 2022. május 18. és július 14. között diagnosztizált Monkeypox vírus (MPXV) megerősített eseteivel.

Lernen: Genomische Akkordeons könnten der Schlüssel zur erhöhten Übertragbarkeit von Monkeypox Clade IIb sein. Bildquelle: FOTOGRIN/Shutterstock

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

háttér

A jelenlegi járvány idején az elterjedt MPXV átvitelek száma folyamatosan alacsony maradt, és úgy tűnik, hogy a személytől személyig terjedő (PTP) elsődleges lokalizált kiütés megjelenése után következik be. Ha ez utóbbi mód felelős az MPXV átvitelért, akkor annak genomi szinten is tükröződnie kell. Eddig az összes genomikai tanulmány az MPXV evolúciós történetének leírására és a nyugati országokban a vírusba való behurcolásának nyomon követésére összpontosított.

Ezek a tanulmányok feltárták, hogy a 2022-es MPXV-klaszter átlagosan 50 egynukleotid-polimorfizmussal (SNP) tér el a megfelelő 2016-2019-es MPXV-ktől, körülbelül 24 nem szinonim mutációval, ~18 szinonim mutációval és néhány intergénikus különbséggel. A mutációs torzítást főként az apolipoprotein B mRNS-t szerkesztő katalitikus polipeptidszerű 3 enzimek (APOBEC3) hatásának tulajdonították. Ezenkívül leírták az MPXV genetikai variációit, beleértve az immunmoduláló gének delécióját. Eddig a gazdaszervezet szelektív nyomást fejtett ki, és a vírussal kölcsönhatásba lépő gének elvesztése volt az MPXV evolúciójának mozgatórugója.

A retrospektív evolúciós vizsgálatok kimutatták az MPXV egyedi adaptációs stratégiáit; Ezek a vizsgálatok azonban nem tudták feloldani a sok ismétlődést tartalmazó genomiális régiókat, különösen az alacsony komplexitású régiókat (LCR). Az LCR-ek nem véletlenszerűen helyezkednek el a genomban, és összefüggésbe hozhatók az MPXV transzmissibilitásbeli különbségeivel kapcsolatos adaptív változásokkal. Különböző komplexitási szintekkel rendelkeznek, például dinukleotidok, trinukleotidok vagy összetettebb palindrom ismétlődések. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a genomi harmonika gyors utat biztosít a himlővírusok adaptációjához a sorozatos passzázs során. Sürgősen meg kell vizsgálni ezeket a genomi jellemzőket az MPXV evolúciós adaptációjának összefüggésében.

A tanulmányról

Jelen tanulmányban a kutatók az LCR-ek hatását vizsgálták, beleértve az összes rövid tandem ismétlődést (STR) és a homopolimer változást, az MPXV genomban. Összehasonlították az LCR-ek megoszlását az MPXV genom különböző kulcsfontosságú funkcionális csoportjai között. Ezenkívül a kutatók felmérték az LCR-ben a gazdaszervezeten belüli és a gazdaszervezetek közötti eltérések mértékét.

A csapat először egy spanyolországi MPXV-esetből származó, nem passzált hólyagos folyadékból szerzett kiváló minőségű genomot. Ezután hagyományos validált MPXV beágyazott polimeráz láncreakciót (PCR) alkalmaztak, amely a transzferrin (TFN) receptor gént célozta meg, hogy megerősítsék az MPXV jelenlétét a bőrelváltozásokból származó tamponokban. Ezután három szekvenálási technológiát kombináltak, a NovaSeq-et, a MiSeq-et és a nanopórusos szekvenálást, hogy leolvassák a teljes genomot.

Tanulmányi eredmények

Csak két genomminta, a 353R és a 349R biztosított kiváló minőségű vírusmérést az allélgyakoriság összehasonlításához a legtöbb LCR-területen. Míg az LCR8 és az LCR9 nem mutatott eltérést, az LCR7 és LCR10/11 szignifikáns gazdaszervezeten belüli eltérést és különbségeket mutatott a domináns allélban a minták között. A teljes genom heterozigótasága alapján a variációk nagysága és nagysága szignifikánsan nagyobb volt az LCR esetében, mint az SNP-k esetében, és ugyanez történt a gazdaszervezeten belül is.

Négy minta tartozott a B.1.1-hez, amelyet az OPG094 R194H aminosavmutációja határoz meg. Egy mintát B.1.3-ként azonosítottak, amelyet az R84K aminosavmutáció határoz meg, amely a G190.660A pozíciónak felel meg, a többi minta pedig a B1 IIb kládhoz tartozott. A IIb csoportban a B1 törzsek következetesen 16 ismétlődést mutattak. Az A.1 törzs polimorf volt, az A.2 törzsek 23, 25 és 26 ismétlődést mutattak, míg a régebbi A. vonalú törzsek 32, 43, 53 és 71 ismétlődést mutattak. Bár a kutatók további klasztereket fedeztek fel a spanyol izolátumok között, amelyeket néhány SNP változás határoz meg; Epidemiológiai összefüggést azonban csak egy esetben találtak.

Mivel a jelenlegi vizsgálati eredmények korlátozott összefüggést mutattak az SNP-változások és a vírus epidemiológiája között, valószínűleg potenciális konvergenciahatás jelentkezett a vírusok ezen osztályában, ami szükségessé teszi a genomikai epidemiológiai tanulmányok fókuszának megváltoztatását. A kutatók 21 LCR-t, 13 STR-t és nyolc homopolimert azonosítottak. A 21 azonosított SNP variabilitással rendelkező LCR diverzitási szintjének összehasonlítása nyolc LCR régiót (1/4, 2, 3, 5, 6, 7, 10/11, 21) mutatott ki, amelyek nyilvánvaló jelei a gazdaszervezeten belüli és a minták közötti eltérésnek.

Öt LCR-t kolokalizáltak az MPXV genom két régiójában, az 5., 6. és 7. LCR az MPXV genom magjában található. A 3. és 21. LCR az immunmoduláló régióban, a másik három LCR pedig az OPG153 (A26L), OPG204 (B16R) és OPG208 (B19R) MPXV gének feltételezett transzlációs régiójában található. Az LCR3-ban és az LCR21-ben megfigyelt ismétlésszám-változások ugyanazt a mintát követték egy immunmoduláló nyílt leolvasási keret (ORF) N-terminális régiójának kiterjesztésével. Tekintettel az LCR3 szokatlanul hosszú ismétlődő szakaszára, a IIb MPXV klade nagy mennyiségű tirozint igényelhet: transzlációs ribonukleinsav (tRNS) az OPG208 gén lefordításához. Ez egy másik lehetséges módszer lehet, amellyel a virális tandem ismétlődő szekvenciák alkalmazkodnak egy új környezethez az ORF expresszió modulálásával.

A kutatók azt találták, hogy az LCR21/OPG204-hez kapcsolódó változások finomak voltak. Nem az ismétlődések számában, hanem inkább a mutációkban figyeltek meg változást. Ezért a legtöbb IIb klád vírus több alternatív startot mutatott, amelyet egy lizin aminosav követett, amelyet mindig a legritkább kodon kódolt. Az ORF-ben megfigyelt variabilitás legérdekesebb területe az OPG153 gén volt, amely lényeges tényező az OPXV átvitelében és virulenciájában. Például ez az a gén, amely leggyakrabban „elveszett” a himlővírus evolúciója során. Az LCR7 ismétlődő régió, amely az OPG153 központi doménjében található, egy strukturálatlan poliaszparaginsav (poli-D) régiót kódol, amely az OPXV-k között konzervált; hossza azonban nagyon változó. Érdekes módon a IIa osztályú MPXV törzsek poli-D-je 21 aminosavval meghosszabbodik.

Következtetések

A vizsgálati eredmények kibővítették a genomharmonika fogalmát az MPXV evolúciójában. A tanulmány kimutatta, hogy a genom LCR-jei, amelyeket jelenleg nem oldottak meg a genomikai vizsgálatokban, döntő fontosságúak lehetnek a gazdaszervezet tartományában vagy virulenciájában bekövetkezett változások kezelésében, és fontos transzmissziós információkat tartalmazhatnak. Ezért szükség van egy új szabványosított megközelítés kialakítására a szekvenálási adatok előállításához és elemzéséhez, amely prioritást ad ezeknek a régióknak. Sürgősen további funkcionális vizsgálatokra van szükség ennek az összehasonlító genomikai vizsgálatnak a kiegészítéséhez.

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

Referencia:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Sara Monzon, Sarai Varona, Anabel Negredo, et al. (2022). Genomische Akkordeons könnten der Schlüssel zur erhöhten Übertragbarkeit von Monkeypox Clade IIb sein. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.510261 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510261v2

.