Genomiska omarrangemang i appoxvirus kan vara ett tecken på anpassning till den mänskliga värden

Genomiska omarrangemang i appoxvirus kan vara ett tecken på anpassning till den mänskliga värden

I en nyligen publicerad studie bioRxiv * Preprint Server, forskare undersökte genomiska omarrangemang i genomet av appoxvirus (MPXV) och undersökte om sådana omarrangemang representerade en viral anpassning till människor (värd).

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

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte har granskats av fackmän och därför inte ska anses vara avgörande, vägleda klinisk praxis/hälsobeteende eller behandlas som etablerad information.

bakgrund

Studier har rapporterat att poxvirus utvecklas långsammare jämfört med ribonukleinsyra (RNA)-virus, med genomiska omarrangemang som genförlust eller vinst som de främsta drivkrafterna för anpassning till värdar. 2022 har MPXV-utbrottet påverkat de flesta delar av världen, och MPX verkar ha etablerat sig i mänskliga samhällen.

Om att studera

I den aktuella studien bedömde forskarna de genomiska förlusterna och vinsterna av MPXV och undersökte om de är representativa för MPXV-anpassning till mänskliga värdar.

Totalt 339 prover som bekräftats vara MPXV-positiva genom polymeraskedjereaktion (PCR) sekvenserades genom helgenomanalys (WGS). Teamet extraherade deoxiribonukleinsyra (DNA) från proverna och förberedde hagelgevärsbibliotek. De konstruerade MPXV-genom genom de novo-montering och kartlade dem till en referensproteinsekvens. Sekvenserna justerades och alla genom skickades till NCBI (National Center for Biotechnology Information) GenBank-databasen.

Resultat

Teamet rapporterade fem MPXV-utbrottsgenom 2022 med omfattande gendupliceringar och -förluster, inklusive duplikationer på upp till 18 000 baspar (bp) till den motsatta genomiska änden från vänster (L) till höger (R) terminal inverterad upprepning (ITR) region och insättningsstället deletioner på upp till 16 000 bp som en värd som sannolikt anpassas till en mänsklig värd.

L-till-R-duplikationerna hittades också i ett clade I MPXV-genom från 2005 och i ett genom från det nuvarande multinationella MPXV-utbrottet 2022. Dessutom upptäcktes R-to-L-ändduplikationerna med MPXV/Germany/2022/RKI339-genomet. MPXV/Germany/2022/RKI338-genomet visade en 2 309 bp deletion på samma plats nedströms om L ITR men utan en insättning.

Identiska duplikationer observerades i 20 MPXV-genom av clade II mellan 1958 och 2018. MPXV/Germany/2022/RKI335-genomet visade duplikationer från regionen nedströms om L ITR, inklusive generna MPXVgp-005 och -007, till den lokaliserade MPVgp-005- och -007-generna, till den lokaliserade MPVgp-005- och -007-regionen mellan -8 och -8-ITRg-regionen. gener, vilket resulterar i MPXVgp-184 och -187 trunkering och fullständig radering av MPXVgp185 och MPXVgp186.

Dupliceringsstorleken (2921 baspar) till den R-terminala regionen och 8893 bp deletionen resulterade i bildningen av ett 191176 bp långt totalgenom med en ITR-regionförlängning mellan 6400 bp och 9398 bp. Identiska deletioner och duplikationer observerades i MPXV/Germany/2022/RKI336-genomet med MPXVgp-005 till -008 genduplicering och insättning mellan MPXVgp-177 och -188 vid R-änden, med MPXVgp187 trunkering och fullständig MPXVgp188-delegation till -17888-delep.

En 4040 bp duplicering och 15303 bp deletion resulterade i bildningen av ett 185852 bp långt genom med 10460 bp ITR. MPXV/Germany/2022/RKI337-genomet visade ett identiskt deletions- och dupliceringsmönster med de största 5282 bp långa duplikationerna [MPXVgp-005 till -010 (förkortad)] mot den R-terminala regionen med den största deletionen på 16926 bp [MPXVgp-1877] (MPXVgp-1877) Längden på MPXV/Germany/2022/RKI337-genomet var 185251 bp med 11641 baspar ITR.

MPXV Sudan 2005-genomet visade en 10550 baspar duplikation i samma region efter L-till-R ITR och en 2108 bp deletion. Dupliceringen i E-ChVir28389-genomet visade en 858-bp duplicering från L-till-R ITR och en 2048-bp deletion. Dessutom observerades R-till-L-ändduplikationer för MPXV/Germany/2022/RKI339-genomet, som hade en duplikation på 18214 bp [gener MPXVgp174 (förkortad) till 187 (förkortad)] till den L-terminala regionen, vilket resulterade i MPXVgp174-gener till -0-7 bas-005-deletioner. parar ledningar.

Längden på genomet ökade till 208804 bp med 24695 bp expanderade ITR. Alla L-till-R duplikationer innehöll ≥1 av MPXVgp-005 till -014 gener med deletion av ≥1 MPXVgp-175 till -187 gener eller vice versa för R-till-L duplikationer. Borttagna gener korrelerade med förlust av antigen signalering eller fortsatt evolutionär persistens genom sjukdomsförsvagning.

Däremot kan förvärvade gener främja immunundandragande av värdförsvarssvar. MPXVgp-006 är ett epidermalt tillväxtfaktorliknande protein med homologi med vacciniavirus C11R-genen, och cellodlingsexperiment har visat att C11R minskar aktivering av kärnfaktor kappa B (NF-KB). Andra duplicerade gener var MPXVgp-008 (zinkfingerprotein, apoptoshämning), MPXVgp-009 [interleukin (IL)-18 funktionell inhibitor] och MPXVgp010 (förkortat ankyrin eller värdområdesprotein).

Vidare orsakade alla L till R-dupliceringar deletioner av åtminstone MPXVgp-184 (trunkerat) till -187 (trunkerat), och MPXVgp-184,186 visade ingen ortopoxvirushomologi. MPXVgp-185 visade homologi med vaccinia B22R-genen, som är homolog med serinproteashämmare. B22R-deletionen har dokumenterats minska vacciniavirusvirulens och replikation.

För generna MPXV/Germany/2022/RKI337 och MPXV/Germany/2022/RKI336 raderades MPXVgp180 (B19R) och MPXV182 (B21R) ytterligare och identifierades som kandidater för potentiellt viktiga MPXV-virulensgener. Den tredje kandidaten D10L (MPXVgp013) och generna B19R och B21R duplicerades i MPXV/Germany/2022/RKI339-genomet, och den fjärde duplicerades i Sudan KC257459 MPXV-genomet.

Diplom

Sammantaget lyfte studieresultaten fram gendupliceringar och förluster som troliga mekanismer för det nuvarande MPXV-utbrottet 2022 för värdanpassning och underströk behovet av fortsatta MPXV-genom-slutövervakningsinsatser istället för eller i samband med pågående icke-synonym MPXV-mutationsövervakning.

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte har granskats av fackmän och därför inte ska anses vara avgörande, vägleda klinisk praxis/hälsobeteende eller behandlas som etablerad information.

Hänvisning:

• 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

.