Utvrđeno je da varijacije u regijama niske složenosti u genomu majmunskih boginja utječu na prijenos virusa

Utvrđeno je da varijacije u regijama niske složenosti u genomu majmunskih boginja utječu na prijenos virusa

U nedavno objavljenoj studiji bioRxiv * Preprint poslužitelji, istraživači su ispitali postoji li veća vjerojatnost da su regije niske složenosti (LCR) odgovorne za trenutno izbijanje 2022 IIb kladnog majmunskog boginja (MPX) virusa (MPXV) nego jednonukleotidni polimorfizmi (SNP).

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

*Važna NAPOMENA:bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, usmjeravati kliničku praksu/zdravstveno ponašanje ili ih tretirati kao utvrđenu informaciju.

pozadina

Epidemija MPXV koja je u tijeku uzrokovana je infekcijom MPXV potklase IIb. Za razliku od slučajeva MPX-a uzrokovanih Clade I i Clade IIa MPXV-om, trenutna prognoza izbijanja je uglavnom povoljna unatoč znatno učinkovitijem prijenosu MPXV-a s čovjeka na čovjeka. MPXV se razvio zbog selektivnog pritiska domaćina i gubitka gena nakon interakcije s domaćinom. Do danas su postojala nezadovoljavajuća genomska objašnjenja za SNP odgovorne za povećanu prijenosnost MPXV-a.

O studiranju

Ova studija istraživala jesu li LCR varijacije primarno odgovorne za genomske promjene MPXV i neočekivanu epidemiologiju izbijanja MPXV-2022.

Sekvence loze II subklade B.1 MPXV sastavljene su de novo koristeći metodu mapiranja koja je uključivala upotrebu metagenomike sačmarice i sekvenciranje kratkih očitanja ribonukleinske kiseline (RNA) i deoksiribonukleinske kiseline (DNA) ekstrahiranih iz briseva vezikularnih lezija pacijenata s MPX-om dijagnosticiranih između 18. svibnja i 14. srpnja 2022. u Španjolskoj.

LCR rezolucija provedena je na temelju mapiranja referentnog genoma, a provedene su in silico analize. Rezultati su primijenjeni na javno dostupne skupove podataka MPXV NCBI (National Center for Biotechnology Information) SRA (Sequence Read Archive) (n=35) neobrađenih očitavanja jedne molekule. Za određivanje stvarne LCR sekvence korištena je kombinacija različitih strategija sekvenciranja.

Uspoređena je distribucija LCR između različitih funkcionalnih proteinskih ortolognih skupina gena za virus boginja (OPG) i opseg raznolikosti između 21 identificiranog LCR-a. Za sve LCR-ove u svim uzorcima podataka, učestalosti alela su karakterizirane i usporedno ocijenjene.

Rezultati

MPXV genom HQS 353R, koji je predstavljao trenutnu epidemiju MPXV-a 2022., točno je utvrđen na temelju LCR varijacija sa značajnim STR varijacijama u LCR-ovima. U genomu MPXV, entropija LCR bila je znatno viša od entropije SNP. In silico analize su pokazale da na ekspresiju, translaciju, stabilnost ili funkciju MPXV OPG-ova 153, 204 i 208 može utjecati genomski evolucijski sklad s ritmičkim širenjem i skupljanjem genoma.

Određeno je ukupno 48 sekvenci genoma MPXV s ≥10x dubinom očitavanja i 39 697 742 HQ očitavanja za svaki bris. Jedan kontig, dva kontiga, tri kontiga i jedan kontig pripadali su MPXV sa 101%, 97%, odnosno 97% pokrivenosti sekvence MPXV M5312_HM12_Rivers. Identificiran je ukupno 21 LCR, s LCR parovima 10/11 i 1/4 koji imaju slične kopije u obrnutim komplementarnim formacijama.

LCR3 je sadržavao TR s ATAT [ACATTATAT]n sekvencom, a analiza je pokazala da je n = 52. Niti jedna od javno dostupnih sekvenci genoma ortopoksvirusa MPXV nije imala slično dugačak TR. Četiri sekvence genoma MPXV loze IIb klade B.1 trenutne epidemije MPXV 2022. pokazale su n = 54 do 62 ponavljanja LCR3, a broj STR-ova razlikovao je sekvence od sekvenci genoma loze subklase A IIb (12 do 42 STR-a u regijama LCR3). , što ukazuje na visoku genetsku varijabilnost u LCR3.

Isto tako, STR razlike specifične za lozu IIb potklase MPXV otkrivene su u paru 1/4 LCR. Par je sadržavao STR sa sekvencom [AACTAACTTATGACTT]n, a rezultati analize su pokazali da je n = 16. Čini se da je LCR3 duži od prelijevanja virusa, dok se čini da se duljina para 1/4 LCR smanjila i ponašao se poput genomske harmonike tijekom vremena.

Genomske sekvence linije II subklade B.1 MPXV_USA_2022_MA001 i 353R imale su 67 SNP-ova u usporedbi s referentnim izolacijskim sekvencama linije II subklase A. Dodatno, 353R HQS je sadržavao dva dodatna SNP para na invertiranim ponavljanjima (ITR) desno i lijevo, što je rezultiralo zaustavnim kodonom gena OPG015. Sekvence MPXV_USA_2022_MA001 i 353R također su se razlikovale po dva indela (umetanja-brisanja) baza smještenih na pozicijama 077,133 i 273,173, što odgovara razlikama regije LCR2 i regije LCR5.

353R-HQS razlikovao se za 1338 parova baza (bp) i 1342 bp u genomskoj duljini u usporedbi s MPXV M5312_HM12_Rivers odnosno MPXV_USA_2022_MA001 sekvencama. MPXV LCR-ovi su raspoređeni nenasumično, sa značajnom snagom pročišćavanja selekcije protiv unošenja LCR-a u središnja očuvana mjesta. U 353R HQS, LCR regije 2, 5, 7, 10, 11 i 21 pokazale su genomsku raznolikost unutar domaćina s vrijednostima entropije između 0,2 i 1,7, sa značajno većom raznolikošću u LCR-ovima u usporedbi s onima u SNP-ovima. Prosječna euklidska udaljenost između uzoraka za LCR bila je između 0,1 (LCR21) i 0,7 (LCR2), a LCR razlike pokazale su statističku značajnost.

Par LCR 10/11 i LCR7 pokazali su značajnu varijaciju unutar domaćina i dominantne alelne razlike između uzoraka. LCR-ovi 5, 6 i 7 bili su smješteni na definiranom središnjem očuvanom mjestu genoma MPXV između položaja genoma 130 000 i 138 000, a mjesto je uključivalo OPG-ove-152, 153 i 154. LCR7 je bio smješten u funkcionalnom ORF centru, dok su LCR3 i 21 bili smješteni na promotorskom/početnom mjestu, što je vjerojatno ORF-ovo polazište promijenjeno. Područje između položaja 170 000 i 180 000 uključivalo je LCR 2, 3, 19, 20 i 21 i bilo je još jedno mjesto funkcionalnog utjecaja.

Sve u svemu, rezultati studije pokazali su da se većina varijabilnosti genoma MPXV javlja u LCR-ovima. Stoga bi se istraživanja usmjerena na MPXV fenotipske razlike trebala usredotočiti na LCR varijacije, a ne na SNP varijacije.

*Važna NAPOMENA:bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, usmjeravati kliničku praksu/zdravstveno ponašanje ili ih tretirati kao utvrđenu informaciju.

Referenca:

• 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

.