Rearanjamentele genomice în virusul variolei maimuțelor ar putea fi un semn de adaptare la gazda umană

Rearanjamentele genomice în virusul variolei maimuțelor ar putea fi un semn de adaptare la gazda umană

Într-un studiu publicat recent bioRxiv * Preprint Server, cercetătorii au examinat rearanjamentele genomice în genomul virusului variolei maimuței (MPXV) și au examinat dacă astfel de rearanjamente au reprezentat o adaptare virală la om (gazdă).

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

*NOTA importanta:bioRxiv publică rapoarte științifice preliminare care nu au fost revizuite de colegi și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate concludente, să ghideze practica clinică/comportamentul de sănătate sau să fie tratate ca informații stabilite.

fundal

Studiile au raportat că poxvirusurile evoluează mai lent în comparație cu virusurile acidului ribonucleic (ARN), rearanjamentele genomice, cum ar fi pierderea sau câștigul de gene, fiind principalii factori de adaptare la gazde. În 2022, focarul MPXV a afectat majoritatea părților lumii, iar MPX pare să se fi stabilit în comunitățile umane.

Despre studiu

În studiul de față, cercetătorii au evaluat pierderile și câștigurile genomice ale MPXV și au examinat dacă acestea sunt reprezentative pentru adaptarea MPXV la gazdele umane.

Un total de 339 de probe confirmate a fi MPXV pozitive prin reacția în lanț a polimerazei (PCR) au fost secvențiate prin analiza întregului genom (WGS). Echipa a extras acid dezoxiribonucleic (ADN) din probe și a pregătit biblioteci de puști. Ei au construit genomi MPXV prin asamblare de novo și le-au mapat la o secvență de proteine ​​de referință. Secvențele au fost aliniate și toți genomii au fost înaintați în baza de date GenBank NCBI (Centrul Național pentru Informații Biotehnologice).

Rezultate

Echipa a raportat cinci genomi de focar MPXV în 2022, cu dublări și pierderi extinse de gene, inclusiv dublări de până la 18.000 de perechi de baze (bp) la capătul genomic opus de la regiunea terminală inversată (ITR) din stânga (L) la dreapta (R) și ștergeri ale locului de inserție de până la 16.000 de perechi de adaptare la gazda umană.

Dublările L-to-R au fost găsite, de asemenea, într-un genom MPXV din clada I din 2005 și într-un genom de la actualul focar multinațional de MPXV în 2022. În plus, dublările de la capătul R-la-L au fost detectate cu genomul MPXV/Germania/2022/RKI339. Genomul MPXV/Germany/2022/RKI338 a arătat o ștergere de 2309 bp în aceeași locație în aval de L ITR, dar fără inserție.

Dublări identice au fost observate în 20 de genomi MPXV ai cladei II între 1958 și 2018. Genomul MPXV/Germany/2022/RKI335 a prezentat duplicări din regiunea din aval de L ITR, inclusiv genele MPXVgp-005 și -007, până la regiunea localizată între MPXV și regiunea Igp-18 RKI de mai sus -18X. gene, rezultând în trunchierea MPXVgp-184 și -187 și ștergerea completă a MPXVgp185 și MPXVgp186.

Dimensiunea de duplicare (2921 perechi de baze) la regiunea R-terminală și ștergerea de 8893 bp au dus la formarea unui genom total de 191176 bp cu o extensie a regiunii ITR între 6400 bp și 9398 bp. S-au observat deleții și duplicări identice în genomul MPXV/Germany/2022/RKI336 cu duplicarea genelor MPXVgp-005 până la -008 și inserarea între MPXVgp-177 și -188 la capătul R, cu trunchierea MPXVgp187 și tolerea completă a genei MPXVgp-187 -187.

O duplicare de 4040 bp și o ștergere de 15303 bp au dus la formarea unui genom lung de 185852 bp cu ITR de 10460 bp. Genomul MPXV/Germany/2022/RKI337 a arătat un model identic de ștergere și duplicare cu cele mai mari duplicări lungi de 5282 bp [MPXVgp-005 până la -010 (scurtat)] către regiunea R-terminală cu cea mai mare ștergere de 16926 bp [MPXVgp-1876 totened]. Lungimea genomului MPXV/Germany/2022/RKI337 a fost de 185251 bp cu 11641 perechi de baze ITR.

Genomul MPXV Sudan 2005 a arătat o duplicare de 10550 perechi de baze în aceeași regiune după ITR-ul L-la-R și o ștergere de 2108 bp. Dublarea în genomul E-ChVir28389 a arătat o duplicare de 858 bp de la L-la-R ITR și o ștergere de 2048 bp. În plus, au fost observate dublări de la capătul R-la-L pentru genomul MPXV/Germania/2022/RKI339, care a avut o duplicare de 18214 bp [gene MPXVgp174 (scurtate) la 187 (scurtate)] în regiunea L-terminală, rezultând MPXVgp la --100 gene de -100 de -10000000. perechi de plumbi.

Lungimea genomului a crescut la 208804 bp cu ITR-uri extinse de 24695 bp. Toate dublările L-la-R au conținut ≥1 gene MPXVgp-005 până la -014 cu ștergere a ≥1 gene MPXVgp-175 până la -187 sau invers pentru dublările R-to-L. Genele șterse au corelat cu pierderea semnalizării antigenice sau cu persistența evolutivă continuă prin atenuarea bolii.

În schimb, genele dobândite pot promova evaziunea imună a răspunsurilor de apărare ale gazdei. MPXVgp-006 este o proteină asemănătoare factorului de creștere epidermic cu omologie cu gena C11R a virusului vaccinia, iar experimentele de cultură celulară au arătat că C11R scade activarea factorului nuclear kappa B (NF-κB). Alte gene duplicate au fost MPXVgp-008 (proteina degetului de zinc, inhibarea apoptozei), MPXVgp-009 [inhibitor funcțional interleukin (IL)-18] și MPXVgp010 (anchirina abreviată sau proteina din gama gazdă).

Mai mult, toate dublările L la R au cauzat deleții de cel puțin MPXVgp-184 (trunchiat) la -187 (trunchiat), iar MPXVgp-184,186 nu a prezentat omologie de ortopoxvirus. MPXVgp-185 a arătat omologie cu gena vaccinia B22R, care este omoloagă cu inhibitorii serin protează. Deleția B22R a fost documentată pentru a reduce virulența și replicarea virusului vaccinia.

Pentru genele MPXV/Germany/2022/RKI337 și MPXV/Germany/2022/RKI336, MPXVgp180 (B19R) și MPXV182 (B21R) au fost în continuare șterse și identificate ca candidați pentru genele de virulență MPXV potențial importante. Al treilea candidat D10L (MPXVgp013) și genele B19R și B21R au fost duplicate în genomul MPXV/Germany/2022/RKI339, iar al patrulea a fost duplicat în genomul Sudan KC257459 MPXV.

Diplomă

În general, rezultatele studiului au evidențiat dublările și pierderile de gene ca fiind mecanisme probabile ale focarului actual de MPXV din 2022 pentru adaptarea gazdei și au subliniat necesitatea unor eforturi continue de supraveghere a genomului MPXV în locul sau împreună cu supravegherea continuă a mutației MPXV non-sinonime.

*NOTA importanta:bioRxiv publică rapoarte științifice preliminare care nu au fost revizuite de colegi și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate concludente, să ghideze practica clinică/comportamentul de sănătate sau să fie tratate ca informații stabilite.

Referinţă:

• 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

.