Οι γονιδιωματικές αναδιατάξεις στον ιό της ευλογιάς των πιθήκων θα μπορούσαν να είναι σημάδι προσαρμογής στον ανθρώπινο ξενιστή

Οι γονιδιωματικές αναδιατάξεις στον ιό της ευλογιάς των πιθήκων θα μπορούσαν να είναι σημάδι προσαρμογής στον ανθρώπινο ξενιστή

Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα bioRxiv * Διακομιστής Preprint, οι ερευνητές εξέτασαν τις γονιδιωματικές αναδιατάξεις στο γονιδίωμα του ιού της ευλογιάς των πιθήκων (MPXV) και εξέτασαν εάν τέτοιες αναδιατάξεις αντιπροσώπευαν μια ιική προσαρμογή στον άνθρωπο (ξενιστή).

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

*Σημαντική ΣΗΜΕΙΩΣΗ:Το bioRxiv δημοσιεύει προκαταρκτικές επιστημονικές εκθέσεις που δεν έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους και επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται πειστικές, να καθοδηγούν την κλινική πρακτική/συμπεριφορά στην υγεία ή να αντιμετωπίζονται ως καθιερωμένες πληροφορίες.

φόντο

Μελέτες έχουν αναφέρει ότι οι ιοί ευλογιάς εξελίσσονται πιο αργά σε σύγκριση με τους ιούς του ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA), με τις γονιδιωματικές αναδιατάξεις όπως η απώλεια ή το κέρδος γονιδίου να είναι οι κύριοι οδηγοί προσαρμογής στους ξενιστές. Το 2022, το ξέσπασμα του MPXV έχει επηρεάσει τα περισσότερα μέρη του κόσμου και το MPX φαίνεται να έχει καθιερωθεί στις ανθρώπινες κοινότητες.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν τις γονιδιωματικές απώλειες και τα κέρδη του MPXV και εξέτασαν εάν είναι αντιπροσωπευτικές της προσαρμογής του MPXV σε ανθρώπινους ξενιστές.

Συνολικά 339 δείγματα που επιβεβαιώθηκαν ως MPXV θετικά με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) αλληλουχήθηκαν με ανάλυση πλήρους γονιδιώματος (WGS). Η ομάδα εξήγαγε δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) από τα δείγματα και ετοίμασε βιβλιοθήκες κυνηγετικών όπλων. Κατασκεύασαν γονιδιώματα MPXV με de novo συναρμολόγηση και τα χαρτογράφησαν σε μια αλληλουχία πρωτεΐνης αναφοράς. Οι αλληλουχίες ευθυγραμμίστηκαν και όλα τα γονιδιώματα υποβλήθηκαν στη βάση δεδομένων GenBank NCBI (Εθνικό Κέντρο Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας).

Αποτελέσματα

Η ομάδα ανέφερε πέντε γονιδιώματα επιδημίας MPXV το 2022 με εκτεταμένους διπλασιασμούς και απώλειες γονιδίων, συμπεριλαμβανομένων διπλασιασμούς έως και 18.000 ζευγών βάσεων (bp) στο αντίθετο γονιδιωματικό άκρο από την αριστερή (L) προς τη δεξιά (R) τερματική περιοχή ανεστραμμένων επαναλήψεων (ITR) και διαγραφές θέσης εισαγωγής έως και 0000 bp στον άνθρωπο.

Οι διπλασιασμοί L-to-R βρέθηκαν επίσης σε ένα γονιδίωμα MPXV clade I από το 2005 και σε ένα γονιδίωμα από την τρέχουσα πολυεθνική επιδημία MPXV το 2022. Επιπλέον, οι διπλασιασμοί άκρου R-to-L εντοπίστηκαν με το γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI339. Το γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI338 έδειξε διαγραφή 2.309 bp στην ίδια θέση κατάντη του L ITR αλλά χωρίς παρεμβολή.

Πανομοιότυποι διπλασιασμοί παρατηρήθηκαν σε 20 γονιδιώματα MPXV του κλάδου II μεταξύ 1958 και 2018. Το γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI335 έδειξε διπλασιασμούς από την περιοχή κατάντη του L ITR, συμπεριλαμβανομένων των MPXVgp-005 και -007 εντόπισαν την περιοχή MP2-TRg μεταξύ των γονιδίων MP8p πάνω από το R1 και το -188 γονίδια, με αποτέλεσμα Περικοπή MPXVgp-184 και -187 και πλήρης διαγραφή MPXVgp185 και MPXVgp186.

Το μέγεθος διπλασιασμού (2921 ζεύγη βάσεων) στην τελική περιοχή R και η διαγραφή 8893 bp οδήγησαν στο σχηματισμό ενός συνολικού γονιδιώματος μήκους 191176 bp με επέκταση περιοχής ITR μεταξύ 6400 bp και 9398 bp. Πανομοιότυπες διαγραφές και διπλασιασμοί παρατηρήθηκαν στο γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI336 με διπλασιασμό γονιδίων MPXVgp-005 έως -008 και εισαγωγή μεταξύ MPXVgp-177 και -188 στο άκρο R, με περικοπή MPXVgp187 -18 Gen.

Ένας διπλασιασμός 4040 bp και διαγραφή 15303 bp οδήγησαν στο σχηματισμό ενός γονιδιώματος μήκους 185852 bp με ITR 10460 bp. Το γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI337 εμφάνισε ένα πανομοιότυπο μοτίβο διαγραφής και διπλασιασμού με τους μεγαλύτερους διπλασιασμούς μήκους 5282 bp [MPXVgp-005 έως -010 (συντομευμένο)] προς την τελική περιοχή R με τη μεγαλύτερη διαγραφή των 16926 bp έως 1-8V (MP7XV) Το μήκος του γονιδιώματος MPXV/Germany/2022/RKI337 ήταν 185251 bp με 11641 ζεύγους βάσεων ITR.

Το γονιδίωμα MPXV Sudan 2005 έδειξε διπλασιασμό ζευγών βάσεων 10550 στην ίδια περιοχή μετά το L-to-R ITR και διαγραφή 2108 bp. Ο διπλασιασμός στο γονιδίωμα E-ChVir28389 έδειξε διπλασιασμό 858 bp από το L-to-R ITR και διαγραφή 2048 bp. Επιπρόσθετα, παρατηρήθηκαν διπλασιασμοί άκρου R-to-L για το γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI339, το οποίο είχε διπλασιασμό 18214 bp [γονίδια MPXVgp174 (συντομευμένα) έως 187 (συντομευμένα)] στην τελική περιοχή L, με αποτέλεσμα γονίδια 18214 bp [γονίδια MPXVgp174 (συντομευμένα) σε 187 (συντομευμένα)] στην τελική περιοχή L, με αποτέλεσμα γονίδια 05-00V. 6701 Ζεύγη βάσεων απαγωγών.

Το μήκος του γονιδιώματος αυξήθηκε στα 208804 bp με 24695 bp διευρυμένα ITR. Όλες οι αντιγραφές L-to-R περιείχαν ≥1 από τα γονίδια MPXVgp-005 έως -014 με διαγραφή ≥1 γονιδίων MPXVgp-175 έως -187 ή αντίστροφα για διπλασιασμούς R-to-L. Τα διαγραμμένα γονίδια συσχετίστηκαν με απώλεια αντιγονικής σηματοδότησης ή συνεχιζόμενη εξελικτική εμμονή μέσω της εξασθένησης της νόσου.

Αντίθετα, τα επίκτητα γονίδια μπορούν να προάγουν την ανοσολογική διαφυγή των αμυντικών αποκρίσεων του ξενιστή. Το MPXVgp-006 είναι μια πρωτεΐνη που μοιάζει με επιδερμικό αυξητικό παράγοντα με ομολογία με το γονίδιο C11R του ιού δαμαλίτιδας και πειράματα κυτταροκαλλιέργειας έχουν δείξει ότι το C11R μειώνει την ενεργοποίηση του πυρηνικού παράγοντα κάπα Β (NF-κB). Άλλα διπλά γονίδια ήταν το MPXVgp-008 (πρωτεΐνη δακτύλου ψευδαργύρου, αναστολή απόπτωσης), MPXVgp-009 [λειτουργικός αναστολέας ιντερλευκίνης (IL)-18] και MPXVgp010 (συντομευμένη αγκυρίνη ή πρωτεΐνη εύρους ξενιστή).

Επιπλέον, όλες οι διπλασιασμοί L σε R προκάλεσαν διαγραφές τουλάχιστον MPXVgp-184 (περικομμένο) σε -187 (περικομμένο) και το MPXVgp-184,186 δεν έδειξε ομολογία ορθοποξικού ιού. Το MPXVgp-185 έδειξε ομολογία με το γονίδιο vaccinia B22R, το οποίο είναι ομόλογο με τους αναστολείς πρωτεάσης σερίνης. Η διαγραφή B22R έχει τεκμηριωθεί ότι μειώνει τη λοιμογόνο δύναμη και την αναπαραγωγή του ιού της δαμαλίτιδας.

Για τα γονίδια MPXV/Germany/2022/RKI337 και MPXV/Germany/2022/RKI336, τα γονίδια MPXVgp180 (B19R) και MPXV182 (B21R) διαγράφηκαν περαιτέρω και ταυτοποιήθηκαν ως υποψήφια για δυνητικά σημαντικά γονίδια λοιμογόνου δράσης MPXV. Το τρίτο υποψήφιο D10L (MPXVgp013) και τα γονίδια B19R και B21R διπλασιάστηκαν στο γονιδίωμα MPXV/Germany/2022/RKI339 και το τέταρτο διπλασιάστηκε στο γονιδίωμα Sudan KC257459 MPXV.

Δίπλωμα

Συνολικά, τα αποτελέσματα της μελέτης τόνισαν διπλασιασμούς και απώλειες γονιδίων ως πιθανούς μηχανισμούς της τρέχουσας επιδημίας MPXV του 2022 για προσαρμογή του ξενιστή και υπογράμμισαν την ανάγκη για συνεχείς προσπάθειες επιτήρησης του τέλους γονιδιώματος MPXV αντί ή σε συνδυασμό με τη συνεχιζόμενη μη συνώνυμη επιτήρηση της μετάλλαξης MPXV.

*Σημαντική ΣΗΜΕΙΩΣΗ:Το bioRxiv δημοσιεύει προκαταρκτικές επιστημονικές εκθέσεις που δεν έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους και επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται πειστικές, να καθοδηγούν την κλινική πρακτική/συμπεριφορά στην υγεία ή να αντιμετωπίζονται ως καθιερωμένες πληροφορίες.

Αναφορά:

• 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

.