Azt találták, hogy a majomhimlő genomjának alacsony komplexitású régióiban előforduló eltérések befolyásolják a vírus átvitelét

Azt találták, hogy a majomhimlő genomjának alacsony komplexitású régióiban előforduló eltérések befolyásolják a vírus átvitelét

Egy nemrég megjelent tanulmányban bioRxiv * Preprint szerverek, a kutatók azt vizsgálták, hogy az alacsony komplexitású régiók (LCR-ek) nagyobb valószínűséggel felelősek-e a 2022-es IIb klade majomhimlő (MPX) vírus (MPXV) jelenlegi kitöréséért, mint az egynukleotidos polimorfizmusok (SNP-k).

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

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyeket nem vizsgáltak át, és ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, nem irányadóak a klinikai gyakorlatra/egészségügyi magatartásra, és nem kezelhetők megalapozott információként.

háttér

A folyamatban lévő MPXV-járvány az MPXV IIb alosztályával való fertőzés következménye. A Clade I és Clade IIa MPXV okozta MPX esetekkel ellentétben a jelenlegi járvány prognózis nagyrészt kedvező annak ellenére, hogy jelentősen hatékonyabb emberről emberre történő MPXV átvitel. Az MPXV a gazdaszervezetek szelektív nyomása és a gazdaszervezettel való kölcsönhatás során bekövetkező génvesztések miatt fejlődött ki. A mai napig nem voltak kielégítő genomikai magyarázatok az MPXV megnövekedett átviteléért felelős SNP-kre.

A tanulásról

A jelen tanulmány azt vizsgálta, hogy az LCR-variációk elsősorban az MPXV genomiális változásaiért és az MPXV-2022 járvány váratlan epidemiológiájáért felelősek-e.

A II. szubklád B.1 MPXV származási szekvenciákat de novo állítottuk össze egy olyan térképezési módszerrel, amely magában foglalta a shotgun metagenomikát és a ribonukleinsav (RNS) és dezoxiribonukleinsav (DNS) rövid leolvasású szekvenálását, amelyet MPX-betegek hólyagos elváltozásainak kenetéből nyertek. Spanyolországban diagnosztizáltak 02214.

Az LCR felbontást referencia genom térképezés alapján végeztük, és in silico elemzéseket végeztünk. Az eredményeket a nyilvánosan elérhető MPXV NCBI (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ) SRA (Sequence Read Archive) adatkészletekre (n=35) alkalmaztuk az egymolekulás nyers leolvasásokból. A tényleges LCR szekvencia meghatározásához különböző szekvenálási stratégiák kombinációját alkalmaztuk.

Összehasonlítottuk az LCR megoszlását a különböző funkcionális fehérje ortológ poxvírus gén (OPG) csoportok között és a diverzitás mértékét a 21 azonosított LCR között. Az összes adatmintában szereplő összes LCR esetében az allélgyakoriságokat jellemeztük és összehasonlítva értékeltük.

Eredmények

A HQS 353R MPXV genomot, amely a jelenlegi MPXV-járványt képviselte 2022-ben, az LCR-változatok alapján határozták meg, amelyekben az LCR-ekben jelentős STR-variációkat mutattak. Az MPXV genomban az LCR entrópia szignifikánsan magasabb volt, mint az SNP entrópia. Az in silico elemzések kimutatták, hogy az MPXV 153, 204 és 208 OPG expresszióját, transzlációját, stabilitását vagy funkcióját befolyásolhatja a genom evolúciós összhangja a ritmikus genom tágulásokkal és összehúzódásokkal.

Összesen 48 MPXV genomszekvenciát határoztunk meg ≥10-szeres olvasási mélységgel és 39 697 742 HQ leolvasással minden egyes tampon esetében. Egy kontig, két kontig, három kontig és egy kontig tartozott az MPXV-hez az MPXV M5312_HM12_Rivers szekvencia 101%-os, 97%-os és 97%-os lefedettségével. Összesen 21 LCR-t azonosítottak, amelyek közül a 10/11 és 1/4 LCR-párok hasonló másolatokat tartalmaztak a fordított komplementer formációkban.

Az LCR3 egy TR-t tartalmazott az ATAT [ACATTATAT]n szekvenciával, és az elemzés azt mutatta, hogy n = 52. A nyilvánosan elérhető MPXV orthopoxvírus genomszekvenciák egyike sem rendelkezett hasonló hosszú TR-vel. A jelenlegi, 2022-es MPXV-járvány IIb klád B.1 vonalának négy MPXV genomszekvenciája n = 54-62 LCR3 ismétlődést mutatott, és az STR-ek száma megkülönböztette a szekvenciákat a IIb alkláde A vonal genomszekvenciáitól (12-42 STR az LCR3 régiókban). , ami az LCR3 nagy genetikai variabilitását jelzi.

Hasonlóképpen, a IIb MPXV alosztály vonal-specifikus STR különbségeit az 1/4 LCR párban detektáltuk. A pár tartalmazott egy [AACTAACTTATGACTT]n szekvenciájú STR-t, és az elemzési eredmények azt mutatták, hogy n = 16. Az LCR3 hosszabbnak tűnt a vírus átgyűrűzése óta, míg az 1/4 LCR pár hossza csökkent, és úgy viselkedett, mint egy genomikus harmonika.

Az MPXV_USA_2022_MA001 és 353R II szubklád B.1 vonal genomiális szekvenciái 67 SNP-vel rendelkeztek a II. szubklád A vonal referencia izolációs szekvenciáihoz képest. Ezenkívül a 353R HQS két további SNP-párt tartalmazott jobb és bal oldali fordított ismétlődéseken (ITR), ami egy OPG015 gén stopkodont eredményezett. Az MPXV_USA_2022_MA001 és 353R szekvenciák a 077, 133 és 273 173 pozíciókban elhelyezkedő bázisok két indelével (inszerciók-deléciók) is különböztek egymástól, ami megfelel az LCR2 régió és az LCR5 régió különbségeinek.

A 353R-HQS 1338 bázispárral (bp) és 1342 bázispárral különbözött genomi hosszában az MPXV M5312_HM12_Rivers és MPXV_USA_2022_MA001 szekvenciákhoz képest. Az MPXV LCR-eket nem véletlenszerűen osztották el, jelentős szelekciós tisztítóerővel az LCR központi konzervált helyekre való bejuttatásával szemben. A 353R HQS-ben a 2., 5., 7., 10., 11. és 21. LCR régió intrahost genomiális diverzitást mutatott 0,2 és 1,7 közötti entrópiaértékekkel, az LCR-ek diverzitása pedig lényegesen nagyobb, mint az SNP-kben. Az LCR-ek mintái közötti átlagos euklideszi távolság 0,1 (LCR21) és 0,7 (LCR2) között volt, és az LCR különbségek statisztikai szignifikanciát mutattak.

Az LCR 10/11 pár és az LCR7 jelentős gazdaszervezeten belüli eltéréseket és domináns allélkülönbségeket mutatott a minták között. Az 5., 6. és 7. LCR az MPXV genom egy meghatározott központi konzervált helyén helyezkedett el, a 130 000 és 138 000 genompozíciók között, és a hely tartalmazta az OPG-152-t, 153-at és 154-et. Az LCR7 egy funkcionális ORF központban volt, míg az LCR3 és a 21-es promóter valószínűleg az ORF kiindulási pontjában található. A 170.000. és 180.000. pozíciók közötti régió a 2., 3., 19., 20. és 21. LCR-t foglalta magában, és a funkcionális hatás másik helye volt.

Összességében a vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy az MPXV genom variabilitásának nagy része az LCR-ekben fordult elő. Ezért az MPXV fenotípusos különbségekre összpontosító kutatásoknak az LCR-variációkra kell összpontosítaniuk az SNP-variációk helyett.

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyeket nem vizsgáltak át, és ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, nem irányadóak a klinikai gyakorlatra/egészségügyi magatartásra, és nem kezelhetők megalapozott információként.

Referencia:

• 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

.