Ahvirõugete viiruse genoomsed ümberkorraldused võivad olla märk inimese peremeesorganismiga kohanemisest

Ahvirõugete viiruse genoomsed ümberkorraldused võivad olla märk inimese peremeesorganismiga kohanemisest

Hiljuti avaldatud uuringus bioRxiv * Preprint Server, uurisid teadlased ahvirõugete viiruse (MPXV) genoomi genoomi ümberkorraldusi ja uurisid, kas sellised ümberkorraldused kujutavad endast viiruse kohanemist inimestega (peremeesorganismiga).

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

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja seetõttu ei tohiks neid pidada veenvateks, juhinduda kliinilisest praktikast/tervisekäitumisest ega käsitleda väljakujunenud teabena.

taustal

Uuringud on näidanud, et rõugeviirused arenevad aeglasemalt kui ribonukleiinhappe (RNA) viirused, kusjuures peremeesorganismidega kohanemise peamised tegurid on genoomsed ümberkorraldused, nagu geenide kadu või juurdekasv. 2022. aastal on MPXV puhang mõjutanud enamikku maailma osadest ja MPX näib olevat inimkogukondades kinnistunud.

Õppimisest

Käesolevas uuringus hindasid teadlased MPXV genoomikaod ja kasu ning uurisid, kas need esindavad MPXV kohanemist inimese peremeesorganismidega.

Kogu genoomi analüüsi (WGS) abil sekveneeriti kokku 339 proovi, mille MPXV-positiivsus oli polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) abil kinnitatud. Meeskond ekstraheeris proovidest desoksüribonukleiinhappe (DNA) ja valmistas ette püssiraamatukogud. Nad konstrueerisid MPXV genoomid de novo kokkupanekuga ja kaardistasid need võrdlusvalgu järjestusega. Järjestused joondati ja kõik genoomid esitati NCBI (National Center for Biotechnology Information) GenBank andmebaasi.

Tulemused

Meeskond teatas 2022. aastal viiest MPXV puhangu genoomist, millel on ulatuslikud geeniduplikatsioonid ja -kadu, sealhulgas kuni 18 000 aluspaari (bp) dubleerimine kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) dubleerimist kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaari (bp) ulatuses kuni 18 000 aluspaarini (R) terminali ümberpööratud korduste (ITR) piirkonnas ja kuni 16 000 aluspaari pikkusest sisestuskoha deletsioonist kuni 16 000 aluspaari ulatuses, mis on tõenäoline peremeesorganismi kohanemine.

L-R-duplikatsioonid leiti ka 2005. aasta klade I MPXV genoomis ja praegusest rahvusvahelisest MPXV puhangust 2022. aastal. Lisaks tuvastati MPXV/Germany/2022/RKI339 genoomiga R-to-L otste dubleerimine. MPXV/Germany/2022/RKI338 genoom näitas 2309 bp deletsiooni samas kohas L ITR-ist allavoolu, kuid ilma sisestuseta.

Ajavahemikus 1958–2018 täheldati identseid dubleerimist 20 II klade MPXV genoomis. MPXV/Germany/2022/RKI335 genoom näitas dubleerimist L ITR-i allavoolu piirkonnast, kaasa arvatud MPXVgp-005 ja -007 geenid, MPXVgp-005 ja -007 geenide vahel, MPXV/Germany/2022/RKI335 genoomis, mis paiknes MPXVgp-005 ja -007 geenide vahel, MPXV/Germany/2022/RKI335 genoomis, mis paiknes MPXVgp-005 ja -007 geenides, mis paiknesid MPXV/Germany/2022/RKI335 piirkonnas, mis paiknes MPXV-1 ja -8 ülalpool MPXV-8. geenid, mille tulemuseks on MPXVgp-184 ja -187 kärpimisel ning MPXVgp185 ja MPXVgp186 kustutamise lõpuleviimisel.

R-terminaalse piirkonna dubleerimise suurus (2921 aluspaari) ja 8893 aluspaari deletsioon põhjustas 191176 aluspaari pikkuse kogugenoomi moodustumise, mille ITR piirkonna pikendus oli vahemikus 6400 aluspaari kuni 9398 aluspaari. MPXV/Germany/2022/RKI336 genoomis täheldati identset deletsiooni ja dubleerimist koos MPXVgp-005 kuni -008 geeni dubleerimisega ja sisestamisega MPXVgp-177 ja -188 vahel R-otsas koos MPXVgp187 kärpimise ja MPXVgp-1871 täieliku MPXVgp-1871 kustutamisega.

4040 aluspaari pikkune dubleerimine ja 15303 bp deletsioon andsid tulemuseks 185852 bp pikkuse genoomi koos 10460 bp ITR-idega. MPXV/Germany/2022/RKI337 genoom näitas identset deletsiooni- ja dubleerimismustrit suurimate 5282 aluspaari pikkuste dubleerimisega [MPXVgp-005 kuni -010 (lühendatud)] R-terminali piirkonna suunas, suurima deletsiooniga 16926 bp-17sVgp-17sVgp-8. MPXV/Germany/2022/RKI337 genoomi pikkus oli 185251 aluspaari 11641 aluspaari ITR-iga.

MPXV Sudan 2005 genoom näitas pärast L-to-R ITR-i ja 2108 aluspaari pikkust deletsiooni samas piirkonnas 10550 aluspaari dubleerimist. Dubleerimine E-ChVir28389 genoomis näitas 858-bp dubleerimist L-to-R ITR-ist ja 2048-bp deletsiooni. Lisaks täheldati MPXV/Germany/2022/RKI339 genoomi puhul R-L-otste dubleerimist, mille L-terminaalsesse piirkonda oli 18214 aluspaari [geenid MPXVgp174 (lühendatud) kuni 187 (lühendatud)], mille tulemuseks oli 18214 aluspaari pikkune dubleerimine, mille tulemuseks oli 18214 aluspaari pikkune (lühendatud) kuni 187 (lühendatud)] deletsioon, mille tulemuseks oli 1-0 MPXV01-0 deletsioonist kuni 0-6 geeni. Aluspaaride juhid.

Genoomi pikkus suurenes 24695 bp laiendatud ITR-iga 208804 bp-ni. Kõik L-st-R-i dubleerimised sisaldasid ≥1 geeni MPXVgp-005 kuni -014, deletsiooniga ≥1 MPXVgp-175 kuni -187 geeni või vastupidi R-L-duplikatsioonide korral. Kustutatud geenid korreleerusid antigeense signaali kadumise või jätkuva evolutsioonilise püsivusega haiguse nõrgenemise kaudu.

Seevastu omandatud geenid võivad soodustada peremeesorganismi kaitsereaktsioonide immuunsüsteemi vältimist. MPXVgp-006 on epidermise kasvufaktoritaoline valk, mis on homoloogiaga vaktsiiniaviiruse C11R geeniga, ja rakukultuuri katsed on näidanud, et C11R vähendab tuumafaktori kappa B (NF-κB) aktivatsiooni. Teised dubleeritud geenid olid MPXVgp-008 (tsink-sõrme valk, apoptoosi inhibeerimine), MPXVgp-009 [interleukiini (IL)-18 funktsionaalne inhibiitor] ja MPXVgp010 (lühendatult anküriin või peremeesorganismi valk).

Lisaks põhjustasid kõik L kuni R dubleerimised vähemalt MPXVgp-184 (kärbitud) kuni -187 (kärbitud) deletsioonid ja MPXVgp-184 186 ei näidanud ortopoksviiruse homoloogiat. MPXVgp-185 näitas homoloogiat vaktsiinia B22R geeniga, mis on homoloogne seriinproteaasi inhibiitoritega. On dokumenteeritud, et B22R deletsioon vähendab vaktsiiniaviiruse virulentsust ja replikatsiooni.

MPXV/Germany/2022/RKI337 ja MPXV/Germany/2022/RKI336 geenide puhul kustutati MPXVgp180 (B19R) ja MPXV182 (B21R) veelgi ja identifitseeriti potentsiaalselt oluliste MPXV virulentsusgeenide kandidaatidena. Kolmas kandidaat D10L (MPXVgp013) ning geenid B19R ja B21R dubleeriti MPXV/Germany/2022/RKI339 genoomis ja neljas dubleeriti Sudaani KC257459 MPXV genoomis.

Diplom

Üldiselt tõid uuringutulemused esile geenide dubleerimise ja kadumise kui praeguse 2022. aasta MPXV puhangu tõenäolised mehhanismid peremeesorganismiga kohanemisel ning rõhutasid vajadust jätkata MPXV genoomi lõppjärelevalvet käimasoleva mittesünonüümse MPXV mutatsiooni jälgimise asemel või koos sellega.

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja seetõttu ei tohiks neid pidada veenvateks, juhinduda kliinilisest praktikast/tervisekäitumisest ega käsitleda väljakujunenud teabena.

Viide:

• 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

.