Генетическое разнообразие, происхождение и эволюция вируса Эбола

Просмотров: 1486

Опубликовано 15.11.2014, 20:28 (мск) Предложить Статью в Инфекционные болезни, Статьи

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (Читатели ещё не оценили запись, станьте первым!)
Загрузка...

Несмотря на видимый прогресс в изучении патогенеза лихорадки Эбола у людей и животных, попытки моделирования происхождения и эволюции Вирус Эбола остаются затруднительными из-за малого количества выделенных и генетически охарактеризованных изолятов.

Несмотря на видимый прогресс в изучении патогенеза лихорадки Эбола у людей и животных, попытки моделирования происхождения и эволюции Вирус Эбола остаются затруднительными из-за малого количества выделенных и генетически охарактеризованных изолятов. К настоящему времени опубликовано всего пять полноразмерных нуклеотидных последовательностей геномов природных изолятов Вирус Эбола: Вирус Эбола-Заир (Mayinga-1976 и Zaire-1995), Вирус Эбола-Судан (Gulu-2000), Вирус Эбола-Рестон (Pennsylvania- 1989/90 и Philippines-1996). Помимо полноразмерных геномных последовательностей в базе данных GenBank доступны тринадцать нуклеотидных последовательностей гена GP: девяти, выделенных от человека изолятов и четырех, выделенных от обезьян; и одиннадцать нуклеотидных последовательностей генаКР: семи выделенных от человека и четырех, выделенных от обезьян изолятов. Все упомянутые выше последовательности относятся к вспышкам 1976−2005 гг. Другие гены Вирус Эбола (VP35, VP40, VP30, VP24, L) в базе данных GenBank представлены единичными последовательностями. Большой интерес к двум филовирусным генам (GP и NP) обусловлен эффективным использованием белков GP и NP в качестве протективных антигенов при разработке вакцин против Вирус Эбола.

К настоящему времени опубликовано несколько работ, посвященных восстановлению филогенетических связей между представителями вида Вирус Эбола-Заир наоснове имеющихся нуклеотидных последовательностей. На основе эпидемических данных были выдвинуты две гипотезы, объясняющие происхождение патогенных для человека и приматов штаммов Вирус Эбола. Первая гипотеза предполагает, что большая часть патогенных для человека штаммов Вирус Эбола имеет монофилетическое происхождение (то есть имеет одного предка), а периодически возникающие вспышки лихорадки Эбола эпидемиологически связаны друг с другом и возникают на фронте движущейся эпидемической волны, начавшей свое движение в 1976 г. на территории ДРК. Вторая гипотеза основывается на предположении, что патогенные для человека и приматов штаммы Вирус Эбола имеют полифилеггическое происхождение и возникают из непатогенных для человека штаммов, длительно циркулирующих в популяциях природных хозяев, обитающих па той или иной территории, под воздействием экологических, антропогенных или каких-либо других неизвестных факторов.

Авторы другой работы исследовали филогенетические взаимоотношения различных изолятов и видов Вирус Эбола, в том числе и изолятов Вирус Эбола-Запр, выделенных от выживших, умерших и бессимптомно инфицированных больных при вспышке в Габоне в 1996 г. Авторы показали, что генетические расстояния между различными Вирус Эбола-Заир и Вирус Эбола-Судан, рассчитанные на основе нуклеотидной последовательности гена JSJP меньше, чем рассчитанные на основе последовательности гена GP (30 и 70%, соответственно). Из этого следует, что ген NP эволюционно более консервативен, чем ген GP. Средние генетические расстояния, рассчитанные на основе аминокислотных последовательностей гена NP между Вирус Эбола-Заир и Вирус Эбола-Судан составляли около 45%, в то время как те же расстояния, рассчитанные на основе последовательностей гена GP составляли 65−66%. Различия по аминокислотной последовательности гена NP между Вирус Эбола-Заир и Вирус Эбола-Судан значительно превышали различия по нуклеотидной последовательности (45 и 30%, соответственно), в то время как для гена GP наблюдалось обратное (66 и 72%, соответственно).

Особенностью штаммов Вирус Эбола-Заир, выделенных во время трех вспышек в Габоне в 1994—1996 гг. (Gabon-94, Booue-96), является высокая вариабельность нуклеотидной последовательности renaNP (порядка 1,27%).

Филогенетический анализ на основе нуклеотидной последовательности гена VP24 выявил высокую консервативность данного гена в пределах вида Вирус Эбола-Заир. Одной из задач данного исследования было установление связи между клиническим исходом заболевания и спецификой генетической структуры Вирус Эбола. Результаты исследования не позволили связать бессимптомное течение, а также выживаемость при лихорадке Эбола, ни с одним из исследованных генов (NP, GP, VP40 и VP24).

Авторы гипотезы о «волновом» распространении инфекции Эбола реконструировали филогенетические связи различных щтаммов/изолятов Вирус Эбола-Заир на основе нуклеотидных последовательностей гена GP, включив в исследование изоляты, выделенные при вспышках лихорадки Эбола, зарегистрированных в 2001—2003 гг. Дендрограмма выявила достоверные филогенетические связи между штаммами и изолятами Вирус Эбола-Заир, и их корреляцию с временной и пространственной шкалами. Авторы предполагают, что исследованные штаммы и изоляты Вирус Эбола-Заир имеют общего предка, близкого по генотип- к штамму Mayinga. Кроме того, данное исследование показало, что скорость молекулярной эволюции гена GP Вирус Эбола-Заир (согласно теории молекулярных часов сопоставима со скоростью эволюции других РНК-содержащих вирусов. Статистический анализ не подтвердил наличия селективного давления на ген GP в процессе образования новых генотипов Вирус Эбола.

Предположение о том, что представитель отряда рукокрылых (летучие мыши) могут выступать в роли одного из природных резервуаров Вирус Эбола обрело молекулярно-генетическое подтверждение в одной из недавно опубликованных работ, В своем исследовании для реконструкции филогенегических связей штаммов и изолятов Вирус Эбола-Заир, выделенных от людей во время вспышек 2001−2002 гг., и летучих мышей в 2002—2003 гг., авторы использовали короткую нуклеотидную последовательность в составе гена L длиной 265 н.о.

Вирус Эбола в 1976 г. на основе нуклеотидных последовательностей генов GP и NP.

Анализ построенных дендрограмм выявил, что изоляты Вирус Эбола, выделенные от приматов в 2001—2005 гг. группируются в единый кластер с изолятами, выделенными от людей при вспышках 2003−2005 гг. в ДРК (группа В). При этом данный кластер генетически отдален от кластера, образуемого штаммами Вирус Эбола-Заир, выделенными при вспышках 1976−1996 гг. (группа А) (среднее значение межгрупповых различий нуклеотидных последовательностей составляет 2%). Также существует третий генетический кластер (группа R), объединивший штаммы и изоляты, выделенные от людей при вспышках 2001−2003 гг. Сравнение топологии деревьев, построенных на основе нуклеотидных последовательностей генов GT и NP, показало, что группа R имеет на них различное положение относительно двух других групп. На дедрограмме, построенной на основе нуклеотидной последовательности гена GP, группа R имеет общее происхождение со штаммами/изолятами группы А. На филогенетическом дереве, построенном на основе последовательности гена NР, данная группа имеет значительно более базальное положение. Авторы предполагают, что все штаммы Вирус Эбола-Заир имеют общего предка, относящегося к периоду 1955−1976 гг., а штаммы/изоляты, относящиеся к группа А, В и R, разделившись, эволюционируют независимо друг от друга, причем штаммы/изоляты, относящиеся к группе R, произошли в результате генетической рекомбинации. Таким образом, данное исследование свидетельствует в пользу того, что две гипотезы происхождения и эволюции Вирус Эбола (монофилетическая и полифилетическая) не противоречат друг другу: первая гипотеза верна для эволюции штаммов и изолятов внутри групп, а вторая — реализуется, при расхождении групп.


Предложить Статью (1251 Статей)
В этом разделе мы публикуем статьи и материалы по медицинской тематике, присланные нашими читателями. Если у вас есть что-то интересное, чем бы вы хотели поделиться с другими людьми, мы будем рады разместить вашу статью на нашем сайте. Внимание! В случае, если присланный вами материал не соответствует тематике сайта, он не будет опубликован без объяснения причины отказа в публикации. Если в вашей статье имеются ссылки, или статьи будут носить рекламный характер, то Вам сюда.   Защита авторских прав! Присланный вами материал не должен нарушать авторских прав. Если это ваш материал, укажите ваше имя, и оно будет опубликовано в статье. В случае, если вы являетесь правообладателем и заметили, что размещенный на сайте материал нарушает ваши авторские права, напишите нам, этот материал будет немедленно удален с сайта. В письме приложите доказательства того, что вы являетесь автором материала или правообладателем.   По вопросам размещения пишите письма на email — [email protected]