Tyrimas padidina beždžionių raupų IIb klado pernešamumą genominiams akordeonams

Tyrimas padidina beždžionių raupų IIb klado pernešamumą genominiams akordeonams

Neseniai paskelbtame tyrime bioRxiv * Serveris: tyrėjai atliko patvirtintų beždžionių raupų viruso (MPXV) atvejų, diagnozuotų Ispanijoje nuo 2022 m. gegužės 18 d. iki liepos 14 d., genominį tyrimą.

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

*Svarbi PASTABA:BioRxiv skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos, todėl neturėtų būti laikomos įtikinamais, skirtos vadovautis klinikine praktika / su sveikata susijusiu elgesiu arba laikomos nustatyta informacija.

fone

Per dabartinį protrūkį išplitusių MPXV perdavimo atvejų skaičius išliko nuolat mažas, o perdavimas iš asmens į asmenį (PTP) atsiranda po to, kai atsiranda pirminis lokalizuotas bėrimas. Jei pastarasis režimas yra atsakingas už MPXV perdavimą, tai taip pat turėtų atsispindėti genomo lygiu. Iki šiol visi genominiai tyrimai buvo skirti MPXV evoliucijos istorijos aprašymui ir jo patekimo į virusą Vakarų šalyse stebėjimui.

Šie tyrimai atskleidė, kad 2022 m. MPXV klasteris skiriasi nuo atitinkamų 2016–2019 m. MPXV vidutiniškai 50 vieno nukleotido polimorfizmų (SNP) su maždaug 24 nesinoniminėmis mutacijomis, ~ 18 sinoniminių mutacijų ir kai kuriais tarpgeniniais skirtumais. Jie priskyrė mutacijų šališkumą daugiausia dėl apolipoprotein B mRNR redagavimo katalizinio polipeptido tipo 3 fermentų (APOBEC3). Be to, jie aprašė genetinius MPXV variantus, įskaitant imunomoduliuojančių genų ištrynimą. Iki šiol šeimininkas darė selektyvų spaudimą, o genų, kurie sąveikauja su virusu, praradimas buvo MPXV evoliucijos variklis.

Retrospektyviniai evoliucijos tyrimai parodė unikalias MPXV adaptacines strategijas; Tačiau šiais tyrimais nepavyko išspręsti genominių regionų su daugybe pasikartojimų, ypač mažo sudėtingumo regionų (LCR). LCR genome nėra atsitiktinai ir gali būti susiję su adaptaciniais pokyčiais, susijusiais su MPXV perdavimo skirtumais. Jie turi skirtingą sudėtingumo lygį, pavyzdžiui, dinukleotidų, trinukleotidų ar sudėtingesnių palindrominių pasikartojimų. Ankstesni tyrimai parodė, kad genominiai akordeonai yra greitas būdas prisitaikyti prie raupų virusų serijinio perėjimo metu. MPXV evoliucinės adaptacijos kontekste būtina skubiai ištirti šias genomo savybes.

Apie studiją

Šiame tyrime mokslininkai ištyrė LCR poveikį, įskaitant visus trumpus tandeminius pasikartojimus (STR) ir homopolimero pokyčius, MPXV genome. Jie palygino LCR pasiskirstymą tarp skirtingų pagrindinių MPXV genomo funkcinių grupių. Be to, mokslininkai įvertino LCR skirtumų tarp šeimininkų ir tarp šeimininkų mastą.

Pirmą kartą komanda gavo aukštos kokybės genomą iš nepažeisto vezikulinio skysčio iš MPXV atvejo Ispanijoje. Tada jie panaudojo įprastą patvirtintą MPXV įdėtosios polimerazės grandininę reakciją (PGR), nukreiptą į transferino (TFN) receptoriaus geną, kad patvirtintų MPXV buvimą odos pažeidimų tamponuose. Tada jie sujungė tris sekos nustatymo technologijas – NovaSeq, MiSeq ir nanoporų seką, kad perskaitytų visą genomą.

Studijų rezultatai

Tik du genomo mėginiai, 353R ir 349R, suteikė aukštos kokybės virusų matavimus, kad būtų galima palyginti alelių dažnius daugelyje LCR sričių. Nors LCR8 ir LCR9 neparodė jokių skirtumų, LCR7 ir LCR10/11 parodė reikšmingą skirtumą šeimininko viduje ir vyraujančio alelio skirtumus tarp mėginių. Remiantis viso genomo heterozigotiškumu, LCR variacijų dydis ir dydis buvo žymiai didesnis nei SNP, ir tas pats įvyko šeimininke.

Keturi mėginiai priklausė B.1.1, apibrėžtą aminorūgščių mutacija OPG094 R194H. Jie identifikavo vieną mėginį kaip B.1.3, apibrėžtą aminorūgščių mutacija R84K, atitinkančią G190.660A padėtį, o likę mėginiai priklausė B1 kladui IIb. IIb grupėje B1 padermės nuolat pasikartojo 16 kartų. A.1 padermė buvo polimorfinė, A.2 padermės pasikartojo 23, 25 ir 26, o senesnės linijos A padermės turėjo 32, 43, 53 ir 71 pakartojimą. Nors mokslininkai atrado papildomų Ispanijos izoliatų grupių, kurias apibrėžė kai kurie SNP pokyčiai; Tačiau epidemiologinį ryšį jie nustatė tik vienu atveju.

Kadangi dabartiniai tyrimo rezultatai parodė ribotą ryšį tarp SNP pokyčių ir virusinės epidemiologijos, tikėtina, kad šios klasės virusams pasireiškė galimas konvergencijos efektas, todėl jų genominės epidemiologijos tyrimuose reikia pakeisti dėmesį. Tyrėjai nustatė 21 LCR, 13 STR ir aštuonis homopolimerus. Palyginus 21 identifikuoto LCR, turinčio SNP kintamumą, įvairovės lygis atskleidė aštuonis LCR regionus (1/4, 2, 3, 5, 6, 7, 10/11, 21) su akivaizdžiais skirtumo požymiais šeimininke ir tarp mėginių.

Penki LCR buvo kolokalizuoti dviejuose MPXV genomo regionuose, o 5, 6 ir 7 LCR buvo MPXV genomo šerdyje. LCR 3 ir 21 buvo imunomoduliaciniame regione, o kiti trys LCR buvo tariamai transliuotame MPXV genų OPG153 (A26L), OPG204 (B16R) ir OPG208 (B19R) regione. LCR3 ir LCR21 pastebėti pakartojimų skaičiaus pokyčiai atitiko tą patį modelį, plečiant imunomoduliuojančio atvirojo skaitymo rėmo (ORF) N-galinę sritį. Atsižvelgiant į neįprastai ilgą pasikartojantį LCR3 ruožą, IIb MPXV kladui gali prireikti daug tirozino: transliacinės ribonukleino rūgšties (tRNR), kad būtų išverstas OPG208 genas. Tai gali būti dar vienas galimas metodas, kuriuo virusinės tandeminės kartotinės sekos prisitaiko prie naujos aplinkos moduliuodamos ORF ekspresiją.

Tyrėjai nustatė, kad su LCR21/OPG204 susiję pokyčiai buvo subtilūs. Jie nepastebėjo pakartojimų skaičiaus pokyčių, o mutacijų. Todėl dauguma IIb klado virusų pasižymėjo daugybe alternatyvių paleidimų, po kurių sekė lizino aminorūgštis, kuri visada buvo koduota rečiausio kodono. Labiausiai intriguojanti kintamumo sritis, pastebėta ORF, buvo susijusi su OPG153 genu, kuris yra esminis OPXV perdavimo ir virulentiškumo veiksnys. Pavyzdžiui, tai yra pagrindinis genas, kuris dažniausiai buvo „prarastas“ raupų viruso evoliucijos metu. LCR7 pasikartojimo sritis, esanti centriniame OPG153 domene, koduoja nestruktūruotą poliasparto rūgšties (poli-D) sritį, kuri yra konservuota tarp OPXV; tačiau jo ilgis labai skiriasi. Įdomu tai, kad IIa klasės MPXV padermės turi poli-D, pratęstą 21 aminorūgštimi.

Išvados

Tyrimo rezultatai išplėtė genomo akordeonų sampratą MPXV evoliucijoje. Tyrimas parodė, kad genomo LCR, šiuo metu neišspręstas genominiuose tyrimuose, gali būti labai svarbus valdant šeimininko diapazono ar virulentiškumo pokyčius ir juose gali būti svarbios perdavimo informacijos. Todėl reikia sukurti naują standartizuotą metodą, leidžiantį generuoti ir analizuoti sekos duomenis, pagal kuriuos pirmenybė teikiama šiems regionams. Norint papildyti šį lyginamąjį genomo tyrimą, skubiai reikia atlikti tolesnius funkcinius tyrimus.

*Svarbi PASTABA:BioRxiv skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos, todėl neturėtų būti laikomos įtikinamais, skirtos vadovautis klinikine praktika / su sveikata susijusiu elgesiu arba laikomos nustatyta informacija.

Nuoroda:

• 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

.