Apinarokkoviruksen genomiset uudelleenjärjestelyt voivat olla merkki sopeutumisesta ihmisisäntään

Apinarokkoviruksen genomiset uudelleenjärjestelyt voivat olla merkki sopeutumisesta ihmisisäntään

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa bioRxiv * Preprint Server, tutkijat tutkivat genomisia uudelleenjärjestelyjä apinapoxviruksen (MPXV) genomissa ja tutkivat, edustavatko tällaiset uudelleenjärjestelyt viruksen mukautumista ihmisiin (isäntään).

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

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pidä pitää vakuuttavana, ohjaavana kliinistä käytäntöä/terveyskäyttäytymistä tai käsitellä vakiintuneena tietona.

tausta

Tutkimukset ovat raportoineet, että poxvirukset kehittyvät hitaammin kuin ribonukleiinihappo (RNA) -virukset, ja genomiset uudelleenjärjestelyt, kuten geenien menetys tai lisääntyminen, ovat pääasiallisia sopeutumisen tekijöitä isäntiin. Vuonna 2022 MPXV-epidemia on vaikuttanut useimpiin osiin maailmaa, ja MPX näyttää vakiintuneen ihmisyhteisöihin.

Opiskelusta

Tässä tutkimuksessa tutkijat arvioivat MPXV:n genomihäviöitä ja -voittoja ja tutkivat, edustavatko ne MPXV:n sopeutumista ihmisisäntiin.

Yhteensä 339 näytettä, jotka vahvistettiin MPXV-positiivisiksi polymeraasiketjureaktiolla (PCR), sekvensoitiin koko genomianalyysillä (WGS). Ryhmä erotti näytteistä deoksiribonukleiinihapon (DNA) ja valmisteli haulikkokirjastoja. He rakensivat MPXV-genomeja de novo -kokoonpanolla ja kartoittivat ne referenssiproteiinisekvenssiin. Sekvenssit rinnastettiin ja kaikki genomit lähetettiin NCBI (National Center for Biotechnology Information) GenBank-tietokantaan.

Tulokset

Tiimi raportoi viidestä MPXV-epidemian puhkeamisgenomista vuonna 2022, joissa oli laajoja geenien kaksoiskappaleita ja -häviöitä, mukaan lukien jopa 18 000 emäsparin (bp) päällekkäisyydet vastakkaiseen genomiseen päähän vasemmalta (L) oikealle (R) terminaalisesta käänteistoistoalueesta (ITR) ja insertiokohdan deleetiot jopa 16 000 emäsparin todennäköisenä isännän mukautumisena.

L-to-R päällekkäisyyksiä löydettiin myös klade I MPXV-genomista vuodelta 2005 ja genomista, joka oli peräisin nykyisestä monikansallisesta MPXV-epidemiasta vuonna 2022. Lisäksi R-to-L-pään päällekkäisyyksiä havaittiin MPXV/Germany/2022/RKI339-genomilla. MPXV/Germany/2022/RKI338-genomi osoitti 2 309 bp:n deleetion samassa paikassa alavirtaan L ITR:stä, mutta ilman insertiota.

Identtiset päällekkäisyydet havaittiin 20 kladi II MPXV-genomissa vuosina 1958–2018. MPXV/Germany/2022/RKI335-genomi osoitti päällekkäisyyksiä alueelta alavirtaan L ITR:stä, mukaan lukien MPXVgp-005- ja -007-geenit, lokalisoidun MPXV-1-8-alueen MP-8-8 yläpuolella olevaan ITRp1-8-alueeseen. geenit, mikä johtaa MPXVgp-184 ja -187 katkaisu ja täydellinen MPXVgp185 ja MPXVgp186 poisto.

R-terminaalisen alueen kaksoiskoko (2921 emäsparia) ja 8893 bp:n deleetio johtivat 191176 emäsparin pituisen kokonaisgenomin muodostumiseen, jonka ITR-alueen laajennus oli välillä 6400 bp ja 9398 bp. Identtinen deleetio ja päällekkäisyyksiä havaittiin MPXV/Germany/2022/RKI336-genomissa MPXVgp-005 - -008 -geenin päällekkäisyydellä ja insertiolla MPXVgp-177:n ja -188:n välillä R-päässä, jolloin geenin MPXVgp187 katkaistiin ja MPXVgp-1871 oli täydellinen MPXVgp-18.

4040 emäsparin duplikaatio ja 15303 bp:n deleetio johtivat 185852 emäsparin pituisen genomin muodostumiseen 10460 bp:n ITR:illä. MPXV/Germany/2022/RKI337-genomi osoitti identtisen deleetio- ja duplikaatiokuvion suurimmalla 5282 bp pituisella päällekkäisyydellä [MPXVgp-005 - -010 (lyhennetty)] kohti R-terminaalista aluetta, jossa suurin deleetio 16926 bp-17sVgp-8]. MPXV/Germany/2022/RKI337 genomin pituus oli 185251 emäsparia 11641 emäsparin ITR:n kanssa.

MPXV Sudan 2005 -genomi osoitti 10 550 emäsparin duplikaation samalla alueella L-to-R ITR:n ja 2108 bp:n deleetion jälkeen. Kaksinkertaistuminen E-ChVir28389-genomissa osoitti 858 bp:n duplikaation L-to-R ITR:stä ja 2048 bp:n deleetion. Lisäksi havaittiin R-to-L-pään päällekkäisyyksiä MPXV/Germany/2022/RKI339-genomille, jolla oli 18214 emäsparin [geenit MPXVgp174 (lyhennetty) 187:een (lyhennetty)] päällekkäisyydet L-terminaaliseen alueeseen, mikä johti 1-0 MPXV01-0-6 geenin poistoon. Perusparien johdot.

Genomin pituus kasvoi 208804 bp:iin 24695 bp laajennetun ITR:n kanssa. Kaikki L-to-R-kaksoisuudet sisälsivät ≥1 MPXVgp-005 - -014 -geenejä, joissa oli ≥1 MPXVgp-175 - -187 -geenin deleetio tai päinvastoin R-to-L -kopioinnissa. Poistetut geenit korreloivat antigeenisen signaloinnin menettämisen tai jatkuvan evolutionaarisen pysyvyyden kanssa sairauden heikkenemisen kautta.

Sitä vastoin hankitut geenit voivat edistää isännän puolustusvasteiden immuunipuolustusta. MPXVgp-006 on epidermaalisen kasvutekijän kaltainen proteiini, jolla on homologiaa vacciniaviruksen C11R-geenin kanssa, ja soluviljelykokeet ovat osoittaneet, että C11R vähentää ydintekijä kappa B:n (NF-KB) aktivaatiota. Muita päällekkäisiä geenejä olivat MPXVgp-008 (sinkkisormiproteiini, apoptoosin esto), MPXVgp-009 [interleukiini (IL)-18:n toiminnallinen inhibiittori] ja MPXVgp010 (lyhennetty ankyriini tai isäntäalueen proteiini).

Lisäksi kaikki L-R-kaksoisuudet aiheuttivat vähintään MPXVgp-184:n (typistetty) deleetioita -187:ksi (typistetty), ja MPXVgp-184,186 ei osoittanut ortopoksviruksen homologiaa. MPXVgp-185 osoitti homologiaa vaccinia B22R -geenin kanssa, joka on homologinen seriiniproteaasi-inhibiittoreiden kanssa. B22R-deleetion on dokumentoitu vähentävän vacciniaviruksen virulenssia ja replikaatiota.

MPXV/Germany/2022/RKI337- ja MPXV/Germany/2022/RKI336-geeneistä MPXVgp180 (B19R) ja MPXV182 (B21R) poistettiin edelleen ja tunnistettiin ehdokkaiksi mahdollisesti tärkeille MPXV-virulenssigeeneille. Kolmas ehdokas D10L (MPXVgp013) ja geenit B19R ja B21R monistettiin MPXV/Germany/2022/RKI339-genomissa, ja neljäs monistettiin Sudanin KC257459 MPXV-genomissa.

Diplomi

Kaiken kaikkiaan tutkimustulokset korostivat geenien päällekkäisyyttä ja menetykset nykyisen vuoden 2022 MPXV-epidemian todennäköisinä mekanismeina isäntäsopeutuksessa ja korostivat tarvetta jatkaa MPXV-genomin lopun seurantatoimia meneillään olevan ei-synonyymin MPXV-mutaatiovalvonnan sijaan tai sen yhteydessä.

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pidä pitää vakuuttavana, ohjaavana kliinistä käytäntöä/terveyskäyttäytymistä tai käsitellä vakiintuneena tietona.

Viite:

• 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

.