您现在的位置是:首页 >新闻频道行业观察 2019-09-21 10:19:53

跨太平洋地区获得的突变可能是寨卡病毒严重程度变化的关键

寨卡病毒仍然是一个谜。该病毒于1947年从乌干达Ziika森林的猕猴中分离出来,不久后就感染了人类,但被确认为一种温和的症状,是一种良性疾病。由于这个原因,直到大约70年后才进行大量研究,当时它似乎与2015年和2016年在巴西出现的一组异常的小头畸形出生缺陷和吉兰-巴雷综合症(GBS)瘫痪有关。

如果至少70岁的病毒与最近报道的神经系统疾病有关,那么为什么直到最近才发现最初的严重影响?而且,为什么这些影响首先出现在距离其明显起源的非洲大陆很远的巴西?该病毒的神秘历史很重要,因为它的详细信息可能会告诉我们有关它如何成为其原位以及如何造成这种损害的背景知识。

但是,您如何知道无形病毒的历史呢?要知道寨卡病的历史尤其困难,因为看似良性的疾病在人类宿主中的大部分已知时间都处于雷达之下。

这是遗传学可以提供帮助的地方,因为像Zika这样的单链RNA病毒往往会随着时间而迅速变化,并且借助生物信息学,研究人员可以推断出在不同时间,不同地点,不同宿主中收集的不同病毒之间的祖先关系。尽管最早发现这种病毒是在非洲,但几年后才在亚洲发现了这种病毒,并且从这两个地区都知道了该病毒的不同谱系-这暗示了隐藏在基因中的历史可能很复杂。

北卡罗莱纳大学夏洛特分校生物信息学和基因组学教授丹尼尔·詹尼斯指出:“但是寨卡病毒的序列数据是有限的。” 他说:“人们已经假定它来自非洲,因为那是它的发现地。但是,利用我们的数据来重建寨卡的历史并不容易。”

Janies领导着一个研究团队,他们最近完成了对Zika基因序列可用集合的系统发育和地理分析。该分析提供了迄今为止有关该病毒历史的最完整研究,并揭示了该病毒穿越太平洋到达美洲时发生的特定遗传变化。对相关基因的分析还提出了新的假设,以解释该病毒与小头畸形和GBS的关联。

UNC夏洛特分校生物信息学和基因组学系的Janies,Adriano de Bernardi Schneider,郭俊涛,Gregorio Linchangco,Zachary Witter,Dylan Vinesett和Lambodhar Damodaran,Atheric Pharmaceutical的Robert Malone和IoGenetics LLC的Jane Homan发表了一份报告。在当前的Cladistics杂志中。

詹妮斯说:“我们的结果表明,寨卡病毒在亚洲的血统可能尚未被记录。” “例如,并不是最近寨卡病毒的所有全球爆发似乎都是由于最近一次疫情的简单线性旅行年表造成的。”

“最近在新加坡爆发的寨卡病毒与美洲爆发的平行。我们更新了分析,新加坡的寨卡病毒与美洲的病毒谱系有很远的联系。这为以下假设提供了支持:亚洲尚未发现的寨卡病毒库。”

Cladistics报告通过对遗传序列的分析来追踪Zika的系统树,并将其与样本中的年代和地理信息相结合,并允许研究人员详细描述该病毒的可能历史路径以及该病毒的特定遗传和结构变化。前往美洲。

研究人员特别指出,随着病毒从一个岛到另一个岛跨太平洋传播,新的突变开始出现在病毒中。这些突变出现后不久,法属波利尼西亚有记录表明小头畸形和GBS均有增加。该病毒中新突变的特殊性质也向研究小组暗示了病毒感染与美洲病毒相关的严重症状之间的某些可能关系。

贾尼指出:“我们研究了与小头畸形首次报道相对应的病毒变化,并观察到了这些变化在太平洋沿袭中的起源。” 病毒基因组中编码病毒被膜蛋白的部分和病毒基因组的末端发生了突变,称为“非翻译区”。我们专注于包膜蛋白,因为这是负责病毒进入宿主细胞的部分。我们研究了非翻译区,因为它们介导了病毒攻击和病毒复制的组织类型。”

两组突变都表明该病毒与成人和婴儿的神经系统和发育问题的新关联有潜在关系。

詹妮斯说:“我们团队的成员发现,寨卡病毒最近开始生产具有与人蛋白质相似的被称为表位特征的包膜蛋白,这可能导致人宿主对该病毒的免疫反应被稀释。” “这个想法的基础理论被称为'表位拟态'。相似性对病毒是有利的,因为它使宿主的免疫系统混乱,并使对病毒的免疫反应变钝。”

但是,研究人员怀疑,除了为攻击病毒提供免疫系统“覆盖”外,被模仿的人类蛋白质可能还有其他重要原因。

Janies指出,包膜蛋白突变的一个重要因素不仅在于模仿本身,还在于被模仿的特定基因:“我们的研究小组成员发现Zika模仿的两种人类蛋白质均与拟南芥有关。信号在胎儿形成感觉器官时继续发生。这些基因被称为“神经元导航蛋白2”和“人类神经源性分化因子4”,”他说。

贾妮斯说:“由于这些蛋白质被模仿,因此有一个假设是依赖蛋白质的发育途径可能会被免疫系统破坏。”

未翻译区域上的其他突变表明,其他可能的影响可能会改变寨卡病毒在体内的感染位置。

UNC夏洛特生物信息学和基因组学研究生Adriano de Bernardi Schneider说:“尽管表位模拟假说有助于阐明蛋白质与免疫的相互作用,但未翻译区域的突变可能解释了寨卡病毒攻击的组织类型。” “寨卡病毒基因组非翻译区上存在特异性结合区,称为“ Musashi Binding Elements”,为研究病毒组织偏好的变化提供了基础。

在研究的这一部分中,作者评估了该病毒的武藏结合元素的变化,发现它们提高了美洲流行的寨卡病毒劫持人类细胞的效率。

武藏是宿主细胞中的RNA结合蛋白家族,可控制基因表达和干细胞发育。Zika突变后可以更好地与人Musashi蛋白结合的发现导致了这样一个假说,即Zika正在适应攻击人类细胞的更高效率。此外,武藏蛋白在干细胞中的作用为研究与妊娠寨卡病毒感染有关的胎儿发育缺陷提供了另一个可能的靶标。

自身免疫作用和病毒组织特异性的变化都是计算模型提出的有效假设,需要进一步研究来验证。

相比之下,研究Zika的系统进化史所获得的信息对于医学和公共卫生反应具有至关重要的意义,因为这项工作将突变置于特定的时间和地点背景下,而此时病毒几乎已经绕过行星旋转,并且发生了变化。放置在旅行中并留下不同的变体。该病毒目前在全球存在许多版本,并且这些变体具有不同的功能和作用。

贾尼斯说:“我们正在以非常严格的方式追踪血统​​和地理联系,并将它们整合在一起,指出寨卡在时间和空间上的分子变化-展示不同地方的实际情况。”

“为什么重要?嗯,当寨卡病毒到达某个地方时,它将是良性还是危险?这两者都是-这取决于它来自何处。”

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