Две филогенетические когорты главного нуклеокапсидного белка NP и их связь с кругом хозяев у вирусов гриппа А

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Вирус гриппа А имеет широкий природный ареал среди птиц, млекопитающих и людей. Одним из главных регуляторных адаптеров круга хозяев вируса выступает белок вирусного нуклеокапсида (NP). Посредством филогенетического анализа белка NP различных вирусов обнаружено существование двух филогенетических когорт у вирусов гриппа человека. Когорта I объединяет классические вирусы человека, вызвавшие эпидемии в 1957, 1968, 1977 гг. Когорта II ассоциирована с вирусом человека H1N1/2009pdm, имеющим смешанное птичье-свиное происхождение, который вызвал глобальную пандемию у людей в 2009 г. Возникший в 2021 г. вирус высоко вирулентного птичьего гриппа H5N1 обладает белком NP филогенетической когорты II и, следовательно, по типу адаптации к человеку близок вирусу H1N1/2009pdm и имеет высокий эпидемический потенциал для людей. Полученные данные раскрывают механизмы и динамику адаптации вирусов гриппа птиц к человеку и создают основу для системного мониторинга опасных штаммов вируса с целью выявления предвестников эпидемии и принятия своевременных предупредительных мер.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Чернышова

Научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: zhirnov@inbox.ru

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского

Россия, Москва

О. П. Жирнов

Научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России; Русско-немецкая академия медико-социальных и биотехнологических наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhirnov@inbox.ru

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского, член-корреспондент РАН

Россия, Москва; Москва, Инновационный центр Сколково

Список литературы

  1. Walker P.J., Siddell S.G., Lefkowitz E.J., et al. Recent Changes to Virus Taxonomy Ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses // Arch. Virol. 2022. V. 167(11). P. 2429–2440.
  2. Zhirnov O.P. The Unique Genome of the Virus and Alternative Strategies for its Realization // Acta Naturae. 2023. V. 15(2). P. 14–19. https://doi.org/10.32607/actanaturae.11904
  3. Zhirnov O.P. The Host Origin of Influenza A Viruses Can Be Assessed by the Intracellular Cleavage of the Viral Nucleocapsid Protein // Arch. Virol. 1988. V. 99(3–4). P. 277–284.
  4. Mänz B., Dornfeld D., Götz V., Zell R., Zimmermann P., Haller O., Kochs G., Schwemmle M. Pandemic Influenza A Viruses Escape from Restriction by Human MxA through Adaptive Mutations in the Nucleoprotein // PLoS Pathog. 2013. V. 9(3). P. e1003279. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1003279
  5. Hall J.S., Teslaa J.L., Nashold S.W., et al. Evolution of a Reassortant North American Gull Influenza Virus Lineage: Drift, Shift and Stability // Virol. J. 2013. V. 10. P. 179.
  6. Lycett S.J., Duchatel F., Digard P. A Brief History of Bird Flu // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2019. V. 374 (1775). P. 20180257.
  7. WHO: Ongoing Avian Influenza Outbreaks in Animals Pose Risk to Humans. 2023, July 12: https://www.who.int/ru/news/item/12–07–2023-ongoing-avian-influenza-outbreaks-in-animals-pose-risk-to-humans. Ссылка активна на 10 июля 2024 г.
  8. Haller O., Kochs G. Mx Genes: Host Determinants Controlling Influenza Virus Infection and Trans-species Transmis-sion // Hum. Genet. 2020. V. 139(6–7). P. 695–705.
  9. Peacock T.P., Sheppard C.M., Lister M.G., et al. Mammalian ANP32A and ANP32B Proteins Drive Differential Polymerase Adaptations in Avian Influenza Virus // J. Virol. 2023. V. 97(5). P. e0021323.
  10. Tome-Amat J., Ramos I., Amanor F., Fernández-Sesma A., Ashour J. Influenza A Virus Utilizes Low-Affinity, High-Avidity Interactions with the Nuclear Import Machinery to Ensure Infection and Immune Evasion // J. Virol. 2018. V. 93(1). P. e01046–18.
  11. Morris A.K., Wang Z., Ivey A.L., Xie Y., Hill P.S., Schey K.L., Ren Y. Cellular mRNA Export Factor UAP56 Recognizes Nucleic Acid Binding Site of Influenza Virus NP Protein // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2020. V. 525(2). P. 259–264.
  12. York I., Donis R. O. The 2009 Pandemic Influenza Virus: Where Did It Come From, Where Is It Now, and Where Is It Going? // Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2013. V. 370. P. 241–257.
  13. Gamarra-Toledo V., Plaza P. I., Gutiérrez R., Inga-Diaz G., Saravia-Guevara P., Pereyra-Meza O., et al. Mass Mortality of Sea Lions Caused by Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5N1) Virus // Emerg. Infect. Dis. 2023. V. 29 (12). P. 2553–2556. https://doi.org/10.3201/eid2912.230192
  14. Chen G. W., Gong Y. N., Shih S. R. Influenza A Virus Plasticity – A Temporal Analysis of Species-associated Genomic Signatures // J. Formos. Med. Assoc. 2015. V. 114(5). P. 456–463.
  15. Zhang B., Xu S., Liu M., et al. The Nucleoprotein of Influenza A Virus Inhibits the Innate Immune Response by Inducing Mitophagy // Autophagy. 2023. V. 19(7). P. 1916–1933.
  16. Shi J., Zeng X., Cui P., Yan C., Chen H. Alarming Situation of Emerging H5 and H7 Avian Influenza and Effective Control Strategies // Emerg. Microbes Infect. 2023. V. 12(1). P. 2155072.
  17. Adlhoch C., Fusaro A., Gonzales J.L., et al. Avian Influenza Overview December 2022 – March 2023 // EFSA J. 2023. V. 21 (3). P. e07917.
  18. Agüero M., Monne I., Sánchez A., et al. Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5N1) Virus Infection in Farmed Minks, Spain, October 2022 // Euro. Surveill. 2023. V. 28 (3). P. 2300001.
  19. Smith G.J., Vijaykrishna D., Bahl J., et al. Origins and Evolutionary Genomics of the 2009 Swine-origin H1N1 Influenza A Epidemic // Nature. 2009. V. 459(7250). P. 1122–1125.
  20. Worobey M., Han G. Z., Rambaut A. Genesis and Pathogenesis of the 1918 Pandemic H1N1 Influenza A Virus // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2014. V. 111 (22). P. 8107–8112.
  21. Lvov D.K., Gulyukin M.I., Zaberezhniy A.D., Gulyukin A.M. Formation of Population Gene Pools of Zoonotic Viruses, Potentially Threatening Biosafety // Vopr. Virusol. 2020. V. 65(5). P. 243–258. (in Russian).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Филогенетический анализ первичной структуры белка NP вирусов гриппа А птиц и млекопитающих животных, включая человека. Филогенетическое дерево белка NP построено по последовательностям белка NP из базы данных GISAID и GenBank. Исследованы вирусы гриппа А, изолированные от птиц, свиней, норок, кошек и других млекопитающих животных, включая человека, в период 1957–2023 гг. Для анализа применяли программу MEGA-10 (алгоритм ближайшего соседа – NJ). Для построения дерева использованы 39 полных последовательностей а.к. белков NP для вирусов классического гриппа человека H1N1 (1950–2008 гг.), классической линии свиных штаммов H1N1 (1961–2020 гг.), птичьих вирусов субтипа H5N1 (2014–2023 гг.), вирусов H5N1 от млекопитающих (2021–2023 гг.). GenBank: AAA51491.1; AFM72964.1; ABD60794.1; AFM71861.1; ABW36337.1; ACD85158.1; ADM18085.1; AHB51548.1; ADG59708.1; ABI84963.1; APC57870.2; GISAID: EPI243398; EPI173795; EPI168140; EPI171494; EPI168127; EPI677976; EPI138999; EPI2760375; EPI2755515; EPI2755455; EPI2737210; EPI2761157; EPI886274; EPI1922958; EPI1229955; EPI2557220; EPI1248597; EPI2748090; EPI2616223; EPI2603677; EPI1998203; EPI2220590; EPI2158641; EPI2670207; EPI181378; EPI319186; EPI1673272; EPI2587076.

Скачать (462KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение аминокислотных штампов белка NP у вирусов гриппа А, изолированных от млекопитающих и птиц. Номера 15 позиций аминокислот (а.к.), формирующих генетические штампы в белке NP (м.м. 70 кДа; 498 а.к.), характерные для вирусов человека, свиньи и птиц [4, 14], указаны слева на право по порядку от N-концевого метионина. В верхней части столбцов указаны филогенетические клайды вирусов классического гриппа человека H1N1 (Hu), классических свиных вирусов H1N1 (Sw), пандемического вируса гриппа человека H1N1/2009pdm (Pdm09), вирусов гриппа H5N1, изолированных от норок (Min), классической линии вирусов птиц H5N1 (Av). В нижней части по горизонтали приведены значения доли (%) а.к. позиций, совпадающих у данной группы вирусов с птичьими (Av) и человеческими (Hu) генетическими штампами (“genetic signatures”). Позиции а.к. показаны в общепринятом однобуквенном латинском обозначении в формате Logos (http://weblogo.threeplusone.com/). (*) Отмеченные позиции аминокислот имеют гетерогенность в вирусных популяциях, в которых указанная после косой линии аминокислота обнаруживается в 10–20% вирусных изолятов. Для идентификации а.к. вариаций различным фоном показаны позиции аминокислот у вирусов человека (белый фон) и вирусов птиц (серый фон). Горизонтальным штрихом обозначен фон в а.к. позиции 313 NP, которая отличается от таковой у обоих референсных вирусов.

Скачать (118KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024