Pērtiķu baku vīrusa genoma pārkārtošanās varētu liecināt par pielāgošanos cilvēka saimniekorganismam

Pērtiķu baku vīrusa genoma pārkārtošanās varētu liecināt par pielāgošanos cilvēka saimniekorganismam

Nesen publicētā pētījumā bioRxiv * Preprint Server, pētnieki pārbaudīja genoma pārkārtojumus pērtiķu baku vīrusa (MPXV) genomā un pārbaudīja, vai šādi pārkārtojumi atspoguļo vīrusa pielāgošanos cilvēkiem (saimniekam).

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

*Svarīga PIEZĪME:bioRxiv publicē provizoriskus zinātniskus ziņojumus, kas nav salīdzinoši pārskatīti, un tāpēc tos nevajadzētu uzskatīt par pārliecinošiem, vadīt klīnisko praksi/veselības uzvedību vai uzskatīt, ka tie ir vispāratzīta informācija.

fons

Pētījumi liecina, ka baku vīrusi attīstās lēnāk, salīdzinot ar ribonukleīnskābes (RNS) vīrusiem, un genoma pārkārtošanās, piemēram, gēnu zudums vai palielināšanās, ir galvenais adaptācijas virzītājspēks saimniekiem. 2022. gadā MPXV uzliesmojums ir skāris lielāko daļu pasaules, un šķiet, ka MPX ir nostiprinājies cilvēku kopienās.

Par mācībām

Šajā pētījumā pētnieki novērtēja MPXV genoma zudumus un ieguvumus un pārbaudīja, vai tie atspoguļo MPXV adaptāciju cilvēka saimniekiem.

Kopumā 339 paraugi, kas apstiprināti kā MPXV pozitīvi ar polimerāzes ķēdes reakciju (PCR), tika sekvencēti ar visa genoma analīzi (WGS). Komanda no paraugiem ekstrahēja dezoksiribonukleīnskābi (DNS) un sagatavoja bišu bibliotēkas. Viņi izveidoja MPXV genomus ar de novo montāžu un kartēja tos ar atsauces proteīna secību. Sekvences tika saskaņotas un visi genomi tika iesniegti NCBI (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs) GenBank datubāzē.

Rezultāti

Komanda ziņoja par pieciem MPXV uzliesmojuma genomiem 2022. gadā ar plašu gēnu dublēšanos un zudumiem, tostarp līdz pat 18 000 bāzes pāru (bp) dublēšanos pretējā genoma galā no kreisā (L) uz labo (R) gala apgriezto atkārtojumu (ITR) reģiona un ievietošanas vietas dzēšanu līdz pat 16 000 bp kā iespējamai saimnieka adaptācijai.

L-to-R dublēšanās tika konstatēta arī I klades MPXV genomā no 2005. gada un genomā no pašreizējā daudznacionālā MPXV uzliesmojuma 2022. gadā. Turklāt R-to-L gala dublēšanās tika konstatēta ar MPXV/Germany/2022/RKI339 genomu. MPXV/Germany/2022/RKI338 genoms uzrādīja 2309 bp dzēšanu tajā pašā vietā lejpus L ITR, bet bez ievietošanas.

Identiskas dublēšanās tika novērotas 20 II klades MPXV genomos no 1958. līdz 2018. gadam. MPXV/Germany/2022/RKI335 genoms uzrādīja dublēšanos no reģiona lejpus L ITR, ieskaitot MPXVgp-005 un -007 gēnus, līdz lokalizētajam reģionam - ITRp-8 virs MPXV1 un RVP-8. gēni, kā rezultātā MPXVgp-184 un -187 saīsināšana un pilnīga MPXVgp185 un MPXVgp186 dzēšana.

Dublēšanās lielums (2921 bāzes pāris) uz R-termināla reģionu un 8893 bp dzēšana izraisīja 191176 bp gara kopējā genoma veidošanos ar ITR reģiona paplašinājumu no 6400 bp līdz 9398 bp. Identiska dzēšana un dublēšanās tika novērota MPXV/Germany/2022/RKI336 genomā ar MPXVgp-005 līdz -008 gēna dublēšanos un ievietošanu starp MPXVgp-177 un -188 R galā, ar MPXVgp187 saīsināšanu un pilnīgu MPXVgp-1-871 MPXVgp-1-871.

4040 bp dublēšanās un 15303 bp dzēšanas rezultātā izveidojās 185852 bp garš genoms ar 10460 bp ITR. Genoms MPXV/Germany/2022/RKI337 uzrādīja identisku dzēšanas un dublēšanās modeli ar lielākajiem 5282 bp garajiem dublēšanās gadījumiem [MPXVgp-005 līdz -010 (saīsināts)] virzienā uz R-termināla reģionu ar lielāko dzēšanu no 16926 bp-176sVgp-176. MPXV/Germany/2022/RKI337 genoma garums bija 185251 bp ar 11641 bāzes pāra ITR.

MPXV Sudan 2005 genoms uzrādīja 10550 bāzes pāru dublēšanos tajā pašā reģionā pēc L-to-R ITR un 2108 bp dzēšanas. Dublēšanās E-ChVir28389 genomā parādīja 858 bp dublēšanos no L-to-R ITR un 2048 bp dzēšanu. Turklāt R-to-L gala dublēšanās tika novērota MPXV/Germany/2022/RKI339 genomam, kura dublēšanās bija 18214 bp [gēni MPXVgp174 (saīsināts) līdz 187 (saīsināts)] līdz L-termināla apgabalam, kā rezultātā radās 1 MPXV050–0 gēnu dzēšana no -0 6 top. Bāzes pāru pievadi.

Genoma garums palielinājās līdz 208804 bp ar 24695 bp paplašinātiem ITR. Visas L-to-R dublēšanās saturēja ≥1 no MPXVgp-005 līdz -014 gēniem ar ≥1 MPXVgp-175 līdz -187 gēnu dzēšanu vai otrādi R-to-L dublēšanās gadījumā. Dzēstie gēni korelēja ar antigēnu signālu zudumu vai nepārtrauktu evolūcijas noturību slimības pavājināšanās dēļ.

Turpretim iegūtie gēni var veicināt imūno izvairīšanos no saimnieka aizsardzības reakcijām. MPXVgp-006 ir epidermas augšanas faktoram līdzīgs proteīns ar homoloģiju ar vaccinia vīrusa C11R gēnu, un šūnu kultūras eksperimenti ir parādījuši, ka C11R samazina kodolfaktora kappa B (NF-κB) aktivāciju. Citi dublētie gēni bija MPXVgp-008 (cinka pirkstu proteīns, apoptozes inhibīcija), MPXVgp-009 [interleikīna (IL)-18 funkcionālais inhibitors] un MPXVgp010 (saīsināts ankirīna vai saimnieka diapazona proteīns).

Turklāt visas L līdz R dublēšanās izraisīja vismaz MPXVgp-184 (saīsināts) dzēšanu līdz -187 (saīsināts), un MPXVgp-184,186 neuzrādīja ortopoksvīrusa homoloģiju. MPXVgp-185 uzrādīja homoloģiju ar vaccinia B22R gēnu, kas ir homologs serīna proteāzes inhibitoriem. Ir dokumentēts, ka B22R dzēšana samazina vaccinia vīrusa virulenci un replikāciju.

MPXV/Germany/2022/RKI337 un MPXV/Germany/2022/RKI336 gēniem MPXVgp180 (B19R) un MPXV182 (B21R) tika tālāk dzēsti un identificēti kā potenciāli svarīgu MPXV virulences gēnu kandidāti. Trešais kandidāts D10L (MPXVgp013) un gēni B19R un B21R tika dublēti MPXV/Germany/2022/RKI339 genomā, bet ceturtais tika dublēts Sudānas KC257459 MPXV genomā.

Diploms

Kopumā pētījuma rezultātos tika uzsvērta gēnu dublēšanās un zudumi kā pašreizējā 2022. gada MPXV uzliesmojuma iespējamie mehānismi saimniekorganisma adaptācijai un uzsvērta nepieciešamība turpināt MPXV genoma beigu uzraudzības centienus, nevis vai kopā ar notiekošo MPXV mutāciju uzraudzību, kas nav sinonīms.

*Svarīga PIEZĪME:bioRxiv publicē provizoriskus zinātniskus ziņojumus, kas nav salīdzinoši pārskatīti, un tāpēc tos nevajadzētu uzskatīt par pārliecinošiem, vadīt klīnisko praksi/veselības uzvedību vai uzskatīt, ka tie ir vispāratzīta informācija.

Atsauce:

• 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

.