يمكن أن تكون إعادة ترتيب الجينوم في فيروس جدري القرود علامة على التكيف مع المضيف البشري

يمكن أن تكون إعادة ترتيب الجينوم في فيروس جدري القرود علامة على التكيف مع المضيف البشري

في دراسة نشرت مؤخرا com.bioRxiv * خادم ما قبل الطباعة، قام الباحثون بفحص إعادة الترتيب الجيني في جينوم فيروس جدري القرود (MPXV) وفحصوا ما إذا كانت إعادة الترتيب هذه تمثل تكيفًا فيروسيًا مع البشر (المضيف).

Lernen: Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لم تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها قاطعة، أو توجيه الممارسة السريرية/السلوك الصحي، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

خلفية

أفادت الدراسات أن فيروسات الجدري تتطور بشكل أبطأ مقارنة بفيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، مع كون إعادة ترتيب الجينوم مثل فقدان الجينات أو اكتسابها هي المحرك الرئيسي للتكيف مع المضيفين. في عام 2022، أثر تفشي فيروس MPXV على معظم أنحاء العالم، ويبدو أن فيروس MPX قد أصبح راسخًا في المجتمعات البشرية.

عن الدراسة

في الدراسة الحالية، قام الباحثون بتقييم الخسائر والمكاسب الجينية لفيروس MPXV وفحصوا ما إذا كانت تمثل تكيف فيروس MPXV مع المضيف البشري.

تم تسلسل ما مجموعه 339 عينة تم التأكد من إيجابية فيروس MPXV بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) من خلال تحليل الجينوم الكامل (WGS). استخرج الفريق الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) من العينات وأعد مكتبات البنادق. لقد قاموا ببناء جينومات MPXV بواسطة مجموعة دي نوفو ورسموها على تسلسل بروتين مرجعي. تمت محاذاة التسلسلات وتم إرسال جميع الجينومات إلى قاعدة بيانات GenBank NCBI (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية).

نتائج

أبلغ الفريق عن خمسة جينومات لتفشي فيروس MPXV في عام 2022 مع تكرارات وخسائر جينية واسعة النطاق، بما في ذلك تكرارات تصل إلى 18000 زوج قاعدي (bp) إلى الطرف الجينومي المعاكس من منطقة التكرار المقلوب (ITR) من اليسار (L) إلى اليمين (R) وحذف موقع الإدخال بما يصل إلى 16000 زوج أساس كتكيف محتمل مع المضيف البشري.

تم العثور على التكرارات من L-to-R أيضًا في جينوم الفصل I MPXV من عام 2005 وفي جينوم من تفشي MPXV الحالي متعدد الجنسيات في عام 2022. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف التكرارات النهائية من R-to-L باستخدام جينوم MPXV/Germany/2022/RKI339. أظهر جينوم MPXV/Germany/2022/RKI338 حذفًا قدره 2309 نقطة أساس في نفس الموقع أسفل L ITR ولكن بدون إدخال.

وقد لوحظت تكرارات متطابقة في 20 جينوم MPXV من الفرع الثاني بين عامي 1958 و2018. وأظهر جينوم MPXV/Germany/2022/RKI335 تكرارات من المنطقة الواقعة أسفل L ITR، بما في ذلك جينات MPXVgp-005 و-007، إلى المنطقة المحلية فوق R ITR بين MPXVgp-182 و-188. الجينات، مما أدى إلى اقتطاع MPXVgp-184 و-187 وحذف MPXVgp185 وMPXVgp186 بالكامل.

أدى حجم الازدواجية (2921 زوجًا أساسيًا) إلى منطقة R-terminal وحذف 8893 نقطة أساس إلى تكوين جينوم إجمالي طويل يبلغ 191176 نقطة أساس مع امتداد منطقة ITR بين 6400 نقطة أساس و9398 نقطة أساس. وقد لوحظت عمليات الحذف والازدواجية المتطابقة في جينوم MPXV/Germany/2022/RKI336 مع ازدواج الجينات MPXVgp-005 إلى -008 وإدراجها بين MPXVgp-177 و-188 في نهاية R، مع اقتطاع MPXVgp187 وحذف الجين MPXVgp-178 إلى -186 الكامل.

أدى التكرار بمقدار 4040 نقطة أساس وحذف 15303 نقطة أساس إلى تكوين جينوم طويل يبلغ 185852 نقطة أساس مع 10460 نقطة أساس من ITRs. أظهر جينوم MPXV/Germany/2022/RKI337 نمطًا متطابقًا للحذف والتكرار مع أكبر تكرار طويل يبلغ 5282 نقطة أساس [MPXVgp-005 إلى -010 (مختصر)] باتجاه منطقة R-terminal مع أكبر حذف يبلغ 16926 نقطة أساس [MPXVgp-176 إلى -187 (مختصر)]. كان طول جينوم MPXV/Germany/2022/RKI337 هو 185251 نقطة أساس مع 11641 زوجًا أساسيًا من ITRs.

أظهر جينوم MPXV سودان 2005 ازدواجية 10550 زوجًا أساسيًا في نفس المنطقة بعد L-to-R ITR وحذف 2108 نقطة أساس. أظهر التكرار في جينوم E-ChVir28389 تكرارًا بمقدار 858 نقطة أساس من L-to-R ITR وحذف 2048 نقطة أساس. بالإضافة إلى ذلك، لوحظت تكرارات نهاية R-to-L لجينوم MPXV/Germany/2022/RKI339، الذي كان له تكرار 18214 نقطة أساس [الجينات MPXVgp174 (مختصرة) إلى 187 (مختصرة)] إلى منطقة المحطة L، مما أدى إلى حذف الجينات MPXVgp-005 إلى -010 لـ 6701 زوجًا أساسيًا يؤدي.

زاد طول الجينوم إلى 208804 نقطة أساس مع 24695 نقطة أساس موسعة في ITRs. تحتوي جميع التكرارات من L-to-R على ≥1 من جينات MPXVgp-005 إلى -014 مع حذف ≥1 MPXVgp-175 إلى -187 جينًا أو العكس بالنسبة لتكرارات R-to-L. ترتبط الجينات المحذوفة بفقدان الإشارات المستضدية أو استمرار التطور التطوري من خلال توهين المرض.

في المقابل، يمكن للجينات المكتسبة أن تعزز التهرب المناعي من استجابات دفاع المضيف. MPXVgp-006 هو بروتين يشبه عامل نمو البشرة مع تماثل لجين فيروس اللقاح C11R، وقد أظهرت تجارب زراعة الخلايا أن C11R يقلل من تنشيط العامل النووي kappa B (NF-κB). الجينات المكررة الأخرى هي MPXVgp-008 (بروتين إصبع الزنك، تثبيط موت الخلايا المبرمج)، MPXVgp-009 [مثبط وظيفي للإنترلوكين (IL) -18]، وMPXVgp010 (أنكيرين مختصر أو بروتين نطاق المضيف).

علاوة على ذلك، تسببت جميع التكرارات من L إلى R في حذف ما لا يقل عن MPXVgp-184 (مقطوع) إلى -187 (مقطوع)، ولم يُظهر MPXVgp-184,186 أي تماثل لفيروس الأرثوبوكس. أظهر MPXVgp-185 تماثلًا لجين vaccinia B22R، وهو متماثل لمثبطات الأنزيم البروتيني السيرين. تم توثيق حذف B22R لتقليل ضراوة فيروس اللقاح وتكاثره.

بالنسبة لجينات MPXV/Germany/2022/RKI337 وMPXV/Germany/2022/RKI336، تم حذف MPXVgp180 (B19R) وMPXV182 (B21R) وتم تحديدهما كمرشحين لجينات فوعة MPXV المهمة. تم تكرار المرشح الثالث D10L (MPXVgp013) والجينات B19R وB21R في جينوم MPXV/Germany/2022/RKI339، وتم تكرار الرابع في جينوم KC257459 MPXV بالسودان.

دبلوم

بشكل عام، سلطت نتائج الدراسة الضوء على ازدواج الجينات وخسائرها كآليات محتملة لتفشي فيروس MPXV الحالي لعام 2022 من أجل تكيف المضيف وشددت على الحاجة إلى استمرار جهود المراقبة النهائية لجينوم MPXV بدلاً من أو بالتزامن مع مراقبة طفرة MPXV غير المترادفة المستمرة.

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لم تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها قاطعة، أو توجيه الممارسة السريرية/السلوك الصحي، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

مرجع:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Annika Brinkmannet al. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.21.512875 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.21.512875v1

.