Молекулярно-генетичний аналіз варіабельності генів HA, NA ТА NP вірусу пташиного грипу а (у порівнянні штамів H1N1 та H7N9)
| Autor: | Buriachenko, Semen |
|---|---|
| Jazyk: | ukrajinština |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | ScienceRise: Biological Science; № 6 (15) (2018); 4-9 |
| ISSN: | 2519-8017 2519-8025 |
| Popis: | Due to the high antigenic variability and properties for reassortment of influenza A virus genes, analyze the variability of genetic markers of two different antigenic subtypes of influenza A virus strains H1N1 and H7N9 isolated from different hosts (humans and avian). The nucleotide sequences for analysis were taken from the database (NCBI). Using the MEGA6 cluster analysis program and calculating genetic distances using the ClustalW algorithm for the coding sequences of the nucleotides of the HA, NA and NP-protein genes, determinations were made on a sample of influenza strains A. Determination of single nucleotide substitutions at positions with mutations was performed using the Flusurver program. The construction of the dendrogram was carried out using the UPGM group pairwise clustering method, the reliability was calculated using the but-strep analysis. The variability of the neurominidase, hemagglutinin, and nucleoprotein genes was determined by local sequence alignment using the Smith – Waterman algorithm of the VectorNTI-11 program. Consensus sequences (СS) for HA, NA and NP-genes were formed; common conservative areas (motives) were found. The analysis of viral nucleic acids on the variability of the genetic markers of the avian influenza virus HA, NA and NP, coding the virulence factors in the H1N1 and H7N9 subtypes, showed genetic variability (variability) of the hemagglutinin and neurominidase genes. A sample of gene sequences showed that the HA genes of the avian influenza virus have more interstitial polymorphism than the NA and NP protein genes. Genetic markers of high variability are the H1N1 subtype hemagglutinin genes and the NA genes in the H7N9 subtype. The article analyzes the structural features of the genes of surface proteins and nucleoproteins of influenza viruses AH1N1 and AH7N9. A certain degree of synonymity of nucleotide substitutions is determined. The relationship between the distribution of nucleotide polymorphism and indicators of synonymous and non-synonymous substitutions is established. The high variability of the NA gene, and somewhat less NA, determines the ability of the avian influenza virus, in particular its highly virulent strain H1N1 and less virulent H7N9, to overcome the interspecific barrier, whereas the replication factor encoded by the NP gene is less important for overcoming the interspecies barrier, which causes its low compared with ON and NA variability. Цель. В связи с высокой антигенной изменчивостью и свойствами к реассортации генов вируса гриппа типа А провести анализ вариабельности генетических маркеров двух различных антигенных подтипов штаммов вируса гриппа А H1N1 и H7N9 выделенных от разных хозяев (человека и птицы).Материалы и методы. Последовательности нуклеотидов для анализа были взяты из базы данных (NCBI). С помощью программы кластерного анализа MEGA6 и расчета генетических дистанций по алгоритму ClustalW кодирующих последовательностей нуклеотидов генов HA, NA и NP-белка, были проведены определения на выборке штаммов гриппа А. Определение однонуклеотидных замен в позициях при наличии мутаций проводили с помощью программы Flusurver. Построение дендрограммы осуществляли парногруповим методом кластеризации UPGM, достоверность рассчитывали с помощью бут-стреп анализа. Вариабельность генов нейроминидазы, гемагглютинина и нуклеопротеида определяли путем локального выравнивания последовательностей по алгоритму Смита - Уотермана программы VectorNTI-11.Результаты. Были сформированы консенсусные последовательности (КП) для НА, NА и NP-генов; найдены общие консервативные участки (мотивы). Выполненный анализ вирусных нуклеиновых кислот на вариабельность генетических маркеров вируса птичьего гриппа HA, NA и NP, кодирующих факторы вирулентности в субтипов H1N1 и H7N9 показал генетическую изменчивость (вариабельность) генов гемагглютинина и нейроминидазы. Выборка последовательностей генов показала, что гены НА вируса птичьего гриппа имеют больший межштамовый полиморфизм, чем гены NA и NP-белка. Генетическими маркерами высокой вариабельности являются гены гемагглютинина субтипа H1N1 и гены NA в субтипа H7N9.Выводы. В статье анализируются структурные особенности генов поверхностных белков и нуклеопротеидов вирусов гриппа АH1N1 и AH7N9. Определенная степень синонимичности нуклеотидных замен. Установлена связь распределения нуклеотидного полиморфизма и показателей синонимических и несинонимичних замен. Высокая вариабельность гена НА, и несколько меньше - NА, обусловливает способность вируса птичьего гриппа, в частности его высоковирулентного штамма H1N1 и менее вирулентного H7N9, преодолевать межвидовой барьер, тогда как фактор репликации, кодируемый геном NP, имеет меньшее значение для преодоления межвидового барьера, что обусловливает его низкую по сравнению с НА и NА, вариабельность Мета. У зв’язку з високою антигенною мінливістю та властивістю до реассортації генів вірусу грипу типа А провести аналіз варіабельності генетичних маркерів двох різних антигенних підтипів штамів вірусу грипа А H1N1 та H7N9 виділених від різних хазяїв (людини та птиці).Матеріали та методи. Послідовності нуклеотидів для аналізу були взяті з бази даних (NCBI). За допомогою програми кластерного аналізу MEGA6 та обрахування генетичних дистанцій за алгоритмом ClustalW кодуючих послідовностей нуклеотидів генів HA, NA та NP-білку, були проведені визначення на вибірці штамів грипу А. Визначення однонуклеотидних замін у позиціях за наявності мутацій проводили за допомогою програми Flusurver. Побудову дендрограм здійснювали парногруповим методом кластеризації UPGM, достовірність обраховували за допомогою бут-стреп аналізу. Варіабельність генів нейромінідази, гемаглютиніна та нуклеопротеїду визначали шляхом локального вирівнювання послідовностей за алгоритмом Сміта – Уотермана програми VectorNTI-11.Результати. Були сформовані консенсусні послідовності (КП) для НА, NА та NP- генів; знайдені загальні консервативні ділянки (мотиви). Виконаний аналіз вірусних нуклеїнових кислот на варіабельність генетичних маркерів вірусу пташиного грипу HA, NA та NP, що кодують фактори вірулентності у субтипів H1N1 та H7N9 показав генетичну мінливість (варіабельність) генів гемаглютиніну та нейромінідази. Вибірка послідовностей генів показала, що гени НА вірусу пташиного грипу мають більший міжштамовий поліморфізм, ніж гени NA та NP-білку. Генетичними маркерами високої варіабельності є гени гемаглютиніну субтипу H1N1 та гени NA у субтипа H7N9.Висновки. У статті аналізуються структурні особливості генів поверхневих білків та нуклеопротеїду вірусів гриппу АH1N1 та AH7N9. Визначена степінь синонімічності нуклеотидних замін. Встановлен звязок розподілу нуклеотидного поліморфізму та показників синонімічних та несинонімічних замін. Висока варіабельність гену НА, та дещо менша – NА, обумовлює здатність вірусу пташиного грипу, зокрема його високовірулентного штаму H1N1 та менш вірулентного H7N9, долати міжвидовий бар’єр, тоді як фактор реплікації, що кодується геном NP, має менше значення для подолання міжвидового бар’єру, що обумовлює його нижчу, порівняно з НА та NА, варіабельність |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|