Установено е, че вариациите в региони с ниска сложност в генома на маймунската шарка влияят върху предаването на вируса

Установено е, че вариациите в региони с ниска сложност в генома на маймунската шарка влияят върху предаването на вируса

В наскоро публикувано проучване bioRxiv * Сървъри за предпечат, изследователите проучиха дали регионите с ниска сложност (LCRs) са по-вероятно да бъдат отговорни за текущото огнище на 2022 IIb clade monkeypox (MPX) virus (MPXV), отколкото еднонуклеотидните полиморфизми (SNPs).

Lernen: Änderungen in einem neuen Typ von genomischem Akkordeon können die Paletten für eine erhöhte Übertragbarkeit von Affenpocken öffnen. Bildnachweis: MIA Studio/Shutterstock

*Важна ЗАБЕЛЕЖКА:bioRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са били рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, да насочват клиничната практика/здравното поведение или да се третират като установена информация.

фон

Продължаващата епидемия от MPXV се дължи на инфекция с подклас IIb MPXV. За разлика от случаите на MPX, причинени от Clade I и Clade IIa MPXV, текущата прогноза за епидемия е до голяма степен благоприятна въпреки значително по-ефективното предаване на MPXV от човек на човек. MPXV се е развил поради селективен натиск от гостоприемниците и загуба на гени при взаимодействие с гостоприемника. Към днешна дата има незадоволителни геномни обяснения за SNPs, отговорни за повишената трансмисивност на MPXV.

Относно ученето

Настоящото проучване изследва дали вариациите на LCR са основно отговорни за геномните промени на MPXV и неочакваната епидемиология на избухването на MPXV-2022.

Последователностите на линията на II субклад B.1 MPXV бяха сглобени de novo с помощта на метод за картографиране, който включваше използването на метагеномика на пушка и секвениране на къси четения на рибонуклеинова киселина (РНК) и дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), получени от намазки от везикуларни лезии от пациенти с MPX, диагностицирани в Испания между 18 май и 14 юли 2022 г.

Резолюцията на LCR беше извършена въз основа на картографиране на референтния геном и бяха извършени in silico анализи. Резултатите бяха приложени към публично достъпни набори от данни MPXV NCBI (Национален център за биотехнологична информация) SRA (Архив на четене на последователности) (n=35) от едномолекулни необработени четения. Използвана е комбинация от различни стратегии за секвениране, за да се определи действителната LCR последователност.

Бяха сравнени разпределението на LCR между различни функционални протеинови ортологични групи на поксвирусен ген (OPG) и степента на разнообразие между 21 идентифицирани LCR. За всички LCR във всички проби от данни, честотите на алелите бяха характеризирани и сравнително оценени.

Резултати

Геном на MPXV HQS 353R, който представлява текущото огнище на MPXV през 2022 г., беше точно определен въз основа на вариации на LCR със значителни вариации на STR в LCR. В генома MPXV ентропията на LCR е значително по-висока от ентропията на SNP. Анализите in silico показаха, че експресията, транслацията, стабилността или функцията на MPXV OPGs 153, 204 и 208 могат да бъдат повлияни от геномното еволюционно съгласие с ритмичните разширения и свивания на генома.

Бяха определени общо 48 MPXV геномни последователности с ≥10x дълбочина на четене и 39 697 742 HQ четения за всеки тампон. Един контиг, два контига, три контига и един контиг принадлежаха на MPXV със съответно 101%, 97% и 97% покритие на последователността MPXV M5312_HM12_Rivers. Бяха идентифицирани общо 21 LCR, като LCR двойки 10/11 и 1/4 имат подобни копия в обратните комплементарни формации.

LCR3 съдържаше TR с последователността ATAT [ACATTATAT]n и анализът показа, че n = 52. Нито една от публично достъпните последователности на генома на MPXV ортопоксвирус няма подобна дълга TR. Четири геномни последователности на MPXV от линията на IIb клада B.1 от настоящото огнище на MPXV през 2022 г. показаха n = 54 до 62 LCR3 повторения, а броят на STR разграничи последователностите от геномните последователности на линията на субклад A на IIb (12 до 42 STR в LCR3 региони). , което показва висока генетична вариабилност в LCR3.

По същия начин, специфични за линията STR разлики на IIb подклас MPXV бяха открити в двойката 1/4 LCR. Двойката съдържаше STR с [AACTAACTTATGACTT]n последователността и резултатите от анализа показаха, че n = 16. LCR3 изглеждаше по-дълъг от разпространението на вируса, докато дължината на 1/4 LCR двойката изглежда е намаляла и се е държала като геномен акордеон с течение на времето.

Геномните последователности на II субклад B.1 линия MPXV_USA_2022_MA001 и 353R имат 67 SNPs в сравнение с референтните изолационни последователности на II субклад A линия. Освен това, 353R HQS съдържа две допълнителни SNP двойки на обърнати повторения (ITR) отдясно и отляво, което води до OPG015 генен стоп кодон. Последователностите MPXV_USA_2022_MA001 и 353R също се различават по два индела (вмъквания-изтривания) на бази, разположени на позиции 077,133 и 273,173, съответстващи съответно на разликите в LCR2 региона и LCR5 региона.

353R-HQS се различава с 1338 базови двойки (bp) и 1342 bp в геномна дължина в сравнение със съответно MPXV M5312_HM12_Rivers и MPXV_USA_2022_MA001 последователности. MPXV LCR бяха разпределени неслучайно, със значителна пречистваща сила на селекция срещу въвеждането на LCR в централните запазени места. В 353R HQS, LCR региони 2, 5, 7, 10, 11 и 21 показват геномно разнообразие в рамките на гостоприемника със стойности на ентропия между 0,2 и 1,7, със значително по-голямо разнообразие в LCR в сравнение с тези в SNP. Средното евклидово разстояние между пробите за LCR е между 0,1 (LCR21) и 0,7 (LCR2), а разликите в LCR показват статистическа значимост.

The LCR 10/11 pair and LCR7 showed considerable within-host variation and predominant allelic differences between samples. LCRs 5, 6 и 7 бяха разположени в дефинирано централно запазено място на MPXV генома между позиции на генома 130 000 и 138 000, а мястото включваше OPGs-152, 153 и 154. LCR7 беше разположен във функционален ORF център, докато LCR3 и 21 бяха разположени в промоторното/началното място, което вероятно е ORF на началната точка е променена. The region between positions 170,000 and 180,000 included LCRs 2, 3, 19, 20, and 21 and was another site of functional impact.

Като цяло, резултатите от проучването показват, че по-голямата част от променливостта на генома на MPXV се появява в LCR. Следователно изследванията, фокусирани върху фенотипните различия на MPXV, трябва да се фокусират върху вариациите на LCR, а не върху вариациите на SNP.

*Важна ЗАБЕЛЕЖКА:bioRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са били рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, да насочват клиничната практика/здравното поведение или да се третират като установена информация.

Справка:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Sara Monzonet al. (2022). Änderungen in einem neuen Typ von genomischem Akkordeon können die Paletten für eine erhöhte Übertragbarkeit von Affenpocken öffnen. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.510261 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510261v3

.