Мутации, приобретенные за пределами Тихого океана, могут быть ключом к изменению степени тяжести вируса Зика: в исследовании отмечаются генетические изменения при анализе путешествия вируса во времени и месте

Если вирус возрастом не менее 70 лет ответственен за недавно зарегистрированные неврологические заболевания, почему до недавнего времени не было замечено первых серьезных последствий? И почему эти эффекты впервые проявились в Бразилии, очень далеко от континента ее очевидного происхождения — Африки? Загадочная история вируса имеет значение, потому что его подробности могут рассказать нам предысторию того, как он стал тем, что есть, где находится, и почему он наносит такой большой ущерб.Но как узнать историю невидимого вируса, который не оставляет никаких физических записей?

Особенно трудно узнать историю вируса Зика, потому что это, казалось бы, доброкачественное заболевание оставалось незамеченным в течение большей части известного времени у людей-носителей.Здесь может помочь генетика, поскольку одноцепочечные РНК-вирусы, такие как вирус Зика, имеют тенденцию быстро меняться с течением времени, и с помощью биоинформатики исследователи могут определить родственные связи между разными вирусами, собранными в разных местах в разное время от разных хозяев.

В то время как первое отмеченное появление вируса было в Африке, он был обнаружен только несколько лет спустя в Азии, и отдельные линии заболевания известны из обеих областей — ключ к тому, что история, скрытая в генах, может быть сложной.«Но данные о последовательностях вируса Зика ограничены», — отмечает профессор биоинформатики и геномики Шарлоттского университета Северной Каролины Дэниел Джейнс. «Люди сделали предположение, что вирус пришел из Африки, потому что именно там он был обнаружен. Однако было нелегко восстановить историю вируса Зика с помощью имеющихся у нас данных», — сказал он.Джанни возглавляет группу исследователей, которые недавно завершили филогенетический и географический анализ доступной коллекции генетических последовательностей вируса Зика.

Анализ обеспечивает наиболее полное изучение истории вируса на сегодняшний день и выявляет конкретные генетические изменения, которые произошли, когда вирус пересек Тихий океан на своем пути в Америку. Анализ задействованных генов также предлагает новые гипотезы, объясняющие связь вируса с микроцефалией и СГБ.

Появляется доклад Джейнс, Адриано де Бернарди Шнайдер, Джун-тао Го, Грегорио Линчанко, Закари Виттера, Дилана Винсетта и Ламбодхара Дамодарана из отдела биоинформатики и геномики в UNC Charlotte, Роберта Мэлоуна из Atheric Pharmaceutical и Джейн Хоманикс из IoGen. в текущем выпуске Cladistics.«Наши результаты показывают, что у вируса Зика могут быть глубокие азиатские корни, которые не были зарегистрированы», — сказал Джанис. «Например, не все недавние глобальные вспышки вируса Зика, по-видимому, являются результатом простой линейной хронологии путешествий от самой недавней прошлой вспышки».«Недавно произошла вспышка вируса Зика в Сингапуре параллельно со вспышкой вируса Зика в Северной и Южной Америке.

Мы обновили наши анализы, и сингапурский вирус Зика имеет отдаленное отношение к вирусной линии в Северной и Южной Америке. Это подтверждает гипотезу о существовании вируса. резервуары вируса Зика в Азии еще предстоит открыть », — сказал Джанис.В отчете Cladistics прослеживается филогенетическое древо вируса Зика посредством анализа генетических последовательностей, комбинируя его с хронологией и географической информацией из образцов, и позволяет исследователям детализировать вероятный исторический путь вируса, а также конкретные генетические и структурные изменения в вирусе по мере его появления. ездил в Америку.

Исследователи отметили, в частности, некоторые новые мутации, которые начали появляться в вирусе, когда он путешествовал с острова на остров через Тихий океан. Вскоре после появления этих мутаций во Французской Полинезии появились записи об увеличении как микроцефалии, так и GBS. Специфический характер новых мутаций вируса также указывает группе ученых на некоторые возможные связи между вирусной инфекцией и тяжелыми симптомами, связанными с вирусом в Северной и Южной Америке.

«Мы изучили вирусные изменения, соответствующие первым сообщениям о микроцефалии, и увидели истоки этих изменений в тихоокеанских линиях», — отметил Джанис. «Есть мутации, которые произошли в части вирусного генома, которая кодирует белок вирусной оболочки, и концы вирусного генома, которые называются« нетранслируемыми областями ». Мы сосредоточились на белке оболочки, потому что это часть, ответственная за проникновение вируса в клетки хозяина. Мы изучили нетранслируемые области, поскольку они опосредуют типы тканей, на которые вирус атакует, и репликацию вируса ».Оба набора мутаций предполагали потенциальную связь с новой ассоциацией вируса с неврологическими проблемами и проблемами развития у взрослых и детей.

«Члены нашей команды обнаружили, что вирус Зика недавно начал создавать свои белки оболочки с характеристиками, называемыми эпитопами, которые похожи на человеческие белки, которые могут вызывать ослабление иммунного ответа человека-хозяина на вирус», — сказал Джанис. «Теория, лежащая в основе этой идеи, называется« мимикрия эпитопа ». Сходство выгодно для вируса, потому что оно сбивает с толку иммунную систему хозяина и притупляет иммунную реакцию на вирус ».Однако исследователи подозревают, что имитируемые человеческие белки могут иметь значение не только для обеспечения «прикрытия» иммунной системы для атакующего вируса.

Важный элемент мутации белка оболочки, отмечает Джейнс, заключается не только в самой мимикрии, но также и в конкретных имитируемых генах: «Члены нашей команды обнаружили, что два из человеческих белков, которые имитирует вирус Зика, участвуют в сигнализация, которая происходит, когда органы чувств формируются у плода. Эти гены называются «нейронный навигатор протеин 2» и «человеческий фактор нейрогенной дифференцировки 4», — сказал он.«Поскольку эти белки имитируются, существует гипотеза, что пути развития, которые зависят от белков, могут быть нарушены иммунной системой», — сказал Джанис.

Другие мутации в непереведенных областях предполагают другие возможные эффекты, которые могут изменить место заражения вирусом Зика в организме.«Хотя гипотеза мимикрии эпитопа помогает прояснить белок-иммунное взаимодействие, мутации в непереведенных областях могут объяснить типы тканей, поражающих вирус Зика», — сказал Адриано де Бернарди Шнайдер, аспирант UNC Charlotte Bioinformatics and Genomics. «Присутствие специфических связывающих областей в нетранслируемых областях вирусного генома Зика, называемых« Связывающими элементами Мусаси », обеспечивает основу для изучения изменений тканевых предпочтений вируса».

В этой части исследования авторы оценили изменения в элементах связывания Мусаси вируса и обнаружили, что они увеличивают эффективность вируса Зика, циркулирующего в Америке, в захвате человеческих клеток.Musashi — это семейство РНК-связывающих белков в клетках-хозяевах, которые контролируют экспрессию генов и развитие стволовых клеток.

Обнаружение того, что вирус Зика мутировал, чтобы лучше связываться с человеческими белками мусаси, приводит к гипотезе о том, что вирус Зика адаптируется, чтобы более эффективно атаковать человеческие клетки. Более того, роль белков Musashi в стволовых клетках представляет собой еще одну возможную цель для изучения дефектов развития плода, связанных с инфекцией Зика во время беременности.И аутоиммунный эффект, и изменения тканевой специфичности вируса являются рабочими гипотезами, предложенными компьютерными моделями, и потребуют дальнейшего изучения для проверки.

Напротив, информация, полученная в результате изучения филогенетической истории вируса Зика, имеет непосредственное значение для медицины и ответных мер общественного здравоохранения, поскольку эта работа помещает мутации в конкретный контекст времени и места, в то время, когда вирус почти облетел планету, меняясь с места. размещать в своих путешествиях и выездах разные варианты. В настоящее время во всем мире существует множество версий вируса, и эти варианты обладают разными возможностями и эффектами.

«Мы очень тщательно отслеживаем родословную и географические связи и собираем все это вместе, выявляя молекулярные изменения вируса Зика во времени и пространстве, показывая, что на самом деле происходит в разных местах», — сказал Джанис.«Почему это имеет значение?

Что ж, когда Зика куда-нибудь прибудет, будет ли он доброкачественным или опасным? Было и то, и другое — все зависит от того, откуда он».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *