В недавнем исследовании, опубликованном на сайте bioRxiv *, исследователи провели анализ молекулярной дисперсии (AMOVA) в 59 гаплотипах гена рецептора интерферона (IFN)-альфа (α)/бета (β) (IFNAR), исходящего от оспы обезьян (MPX). вирус (MPXV), вирус оспы верблюдов, вирус буйволиной оспы, вирус эктромелии, вирус коровьей оспы, вирус оспы кроликов, вирус натуральной оспы (VARV) и вирус коровьей оспы.

Фон

Со временем ортопоксвирусы приобрели эволюционные характеристики для адаптации и ограничения иммунологических реакций хозяина. Стратегии уклонения от иммунитета, используемые вирусами, могут повлиять на вакцинацию против оспы посредством механизмов, которые ослабляют эффекторные действия противовирусного ингибирования и придают иммунорегуляторные свойства.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи выполнили анализ молекулярной дисперсии с использованием 59 гаплотипов гена IFNAR, полученных из базы данных NCBI (национального информационного центра биотехнологии), чтобы улучшить понимание эволюционных аспектов гена IFN и его вероятного поведения в MPX.

Гаплотипы генов IFNAR MPXV, вируса оспы верблюдов, вируса коровьей оспы, вируса оспы кроликов, вируса эктромелии, VARV и вируса коровьей оспы были извлечены из базы данных NCBI 6 августа 2022 г. Вирусные последовательности были проанализированы с использованием генетического структурного анализа для оценки молекулярных дисперсия, гаплотипическое разнообразие, генетическое несоответствие, несовместимость, генетическая дистанция, демографическая и пространственная экспансия, молекулярное разнообразие и время эволюционной дивергенции.

Спектральные аналитические тесты (SFS) были проведены для оценки демографических параметров частотного спектра, а также проведен анализ моделирования. Индексы молекулярного разнообразия рассчитывали на основе различий последовательностей, а тета-оценщики использовали для оценки гомозиготности на основе баланса между мутациями и генетическим дрейфом.

Метод Джукса и Сингера использовали для оценки различий гаплотипов, а методы Кимуры и Тамуры — для оценки частот гаплотипов. Для оценки нуклеотидных различий в гаплотипах и скорости транзиций, трансверсий и инсерционно-делеционных мутаций использовали метод Таджима и Нея. Дерево минимальной остовной сети (MSN) использовалось для расчета расстояний между операционными таксономическими единицами (OTU) парных матриц расстояний гаплотипов.

Моделирование максимальной вероятности использовалось для реконструкции гаметической фазы мультилокальных генотипов, и был проведен анализ молекулярной дисперсии локуса за локусом. Были проведены тесты на нейтральность, такие как тест на гомозиготность Юэнса-Уоттерсона, тест Юэнса-Уоттерсона-Слаткина, тест селективной нейтральности Tajima и тест селективной нейтральности FS FU.

Полученные результаты

Было обнаружено восемь отличительных групп ортопоксвирусов с вариациями и разной степенью структурирования, обычно больше (с большим количеством инсерционно-делеционных мутаций) для вируса коровьей оспы. Тесты Tajima и FS FU показали расхождения между оценками π и φ, что свидетельствует об отсутствии расширения популяции всех вирусов, кроме вируса коровьей оспы.

Высокая геномная дивергенция из-за мутаций и экстенсивного структурирования наблюдалась среди пяти групп (коровья оспа, оспа верблюдов, MPX, оспа и осповакцина), что могло быть связано с промежуточной потерей гаплотипа между поколениями, вероятно, связанной с отсутствием потока генов. Уровни структурирования указывали на прерывистый характер генетической дивергенции между изучаемыми группами, учитывая потенциальное существование нескольких стадий мутаций, особенно при коровьей оспе.

Мутации гена IFNAR в пяти группах были сильно зафиксированы (значение FST 76%) на основании генетического дрейфа и основополагающего эффекта, сопровождающего поведение промежуточной потери гаплотипа и/или дисперсии среди вирусных поколений. Значения генетического расстояния указывали на непрерывную высокую картину расхождения для исследуемых групп.

Кроме того, различия между 59 гаплотипами отражались высоким числом межгаплотипических вариаций и иерархий по всем компонентам ковариации: меж- и внутриразличиями на групповом и индивидуальном уровнях. Анализы AMOVA и генетического расстояния показали значительные результаты для протестированных групп вирусов с компонентами межгрупповой и внутригрупповой изменчивости 25% и 8% соответственно, что свидетельствует о высокой эволюционной дивергенции между группами. Значимого сходства во времени генетической эволюционной дивергенции между всеми популяциями обнаружено не было.

Тета-оценки не продемонстрировали единообразия в результатах для всех методов, что указывает на отсутствие сохранения IFNAR среди изученных вирусов. Полиморфизмы гаплотипов обозначали большие вариации (молчащие и быстрые мутации) и генетическое разнообразие продуктов белков изученных ортопоксвирусов, что усложняло разработку молекулярных мишеней для разработки лекарств и вакцин. Полученные данные показали, что ген IFNAR не может эффективно подавлять вирусные инфекции.

Меньшее молекулярное разнообразие наблюдалось для вируса эктромелии, вируса кроличьей оспы и вируса буйволиной оспы. Анализы вариаций тау и несовместимости показали значительное расхождение, особенно между группами MPXV, вируса коровьей оспы и вируса оспы верблюдов, исходя из размера предковой популяции и непостоянной скорости мутаций.

Vital Proteins, Vital Performance Protein, с шоколадом, 782 г (1,72 фунта)

Вывод

В целом, результаты исследования показали высокое разнообразие гаплотипов с повышенным количеством инсерционных и делеционных мутаций, трансверсий и транзиций для пяти вирусных групп с маргинальной экспансией вирусных популяций. Оценщики указали на отсутствие сохранения гена IFNAR (и его белкового продукта) среди вирусов, что лежит в основе использования терапии на основе нейтрализующих антител и разработки новых лекарств, которые могут функционировать в качестве эффективных адъювантов для гена IFNAR.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.