Breaking News

Tingkat varians molekuler yang ada dalam haplotipe gen reseptor interferon-alfa-beta di Orthopoxviruses

Dalam penelitian terbaru yang diposting ke bioRxiv*, para peneliti melakukan nalysis of molecular variance (AMOVA) pada 59 haplotipe gen interferon (IFN)-alpha (α) /beta (β) receptor (IFNAR), berangkat dari monkeypox (MPX) virus (MPXV), virus camelpox, virus kerbau, virus ectromelia, virus cacar sapi, virus cacar kelinci, virus variola (VARV), dan virus vaccinia.

Latar belakang

Seiring waktu, Orthopoxviruses telah memperoleh karakteristik evolusioner untuk beradaptasi dan membatasi respons imunologis inang. Strategi penghindaran kekebalan yang digunakan oleh virus dapat berdampak pada vaksinasi cacar melalui mekanisme yang melemahkan tindakan efektor untuk penghambatan antivirus dan memberikan fitur imunoregulasi.

Tentang studi

Dalam penelitian ini, para peneliti melakukan analisis varians molekuler menggunakan 59 haplotipe gen IFNAR yang diperoleh dari database NCBI (national biotechnology information center) untuk meningkatkan pemahaman tentang aspek evolusi gen IFN dan kemungkinan perilakunya di MPX.

Haplotipe gen IFNAR MPXV, virus camelpox, virus kerbau, virus cacar sapi, virus cacar kelinci, virus ectromelia, VARV, dan virus vaccinia diambil dari database NCBI pada 6 Agustus 2022. Urutan virus dianalisis menggunakan analisis struktural genetik untuk mengevaluasi molekuler varians, keragaman haplotipik, ketidakcocokan genetik, ketidakcocokan, jarak genetik, ekspansi demografis dan spasial, keragaman molekuler, dan waktu divergensi evolusioner.

Spectrum analytical tests (SFS) dilakukan untuk memperkirakan parameter demografis dari spektrum frekuensi, dan analisis simulasi dilakukan. Molecular diversity indices dihitung berdasarkan perbedaan urutan, dan estimator Theta digunakan untuk estimasi homozigositas berdasarkan keseimbangan antara mutasi dan penyimpangan genetik.

Metode Jukes dan Singer digunakan untuk memperkirakan perbedaan haplotipe, dan metode Kimura dan Tamura digunakan untuk memperkirakan frekuensi haplotipe. Metode Tajima dan Nei digunakan untuk menilai perbedaan nukleotida dalam haplotipe dan laju transisi, transversi, dan mutasi penyisipan-penghapusan. minimum spanning network (MSN) tree digunakan untuk menghitung operational taxonomic units (OTUs) dari matriks jarak haplotipe berpasangan.

Pemodelan probabilitas maksimum digunakan untuk merekonstruksi fase gametik genotipe multilokal, dan analisis varians molekuler lokus per lokus dilakukan. Uji netralitas seperti uji homozigosis Ewens-Watterson, uji Ewens-Watterson-Slatkin, uji netralitas selektif Tajima, dan uji netralitas selektif FS FU telah dilakukan.

Hasil

Delapan kelompok orthopoxvirus yang khas dideteksi dengan variasi dan tingkat penataan yang bervariasi, umumnya lebih besar (dengan lebih banyak mutasi penyisipan-penghapusan) untuk virus Cowpox. Tes FU Tajima dan FS menunjukkan ketidaksepakatan antara perkiraan dan, yang menunjukkan tidak ada ekspansi populasi semua virus kecuali virus cacar sapi.

Divergensi genom yang tinggi karena mutasi dan penataan ekstensif diamati di antara lima kelompok (cacar sapi, camelpox, MPX, variola, dan vaccinia) yang dapat disebabkan oleh hilangnya haplotipe menengah di antara generasi, mungkin terkait dengan tidak adanya aliran gen. Tingkat penataan menunjukkan pola divergensi genetik terputus antara kelompok dipelajari, mengingat adanya potensi beberapa tahap mutasi, terutama pada cacar sapi.

Mutasi gen IFNAR dalam lima kelompok sangat tetap (nilai FST 76%) berdasarkan penyimpangan genetik dan efek awal yang menyertai perilaku kehilangan dan/atau penyebaran haplotipe menengah di antara generasi virus. Nilai jarak genetik menunjukkan pola divergensi tinggi yang berkelanjutan untuk kelompok studi.

Selain itu, perbedaan di antara 59 haplotipe tercermin dari tingginya jumlah variasi dan hierarki antar-haplotipe di semua komponen kovarians: oleh perbedaan antar dan intra di tingkat kelompok dan individu. Analisis AMOVA dan jarak genetik menunjukkan temuan yang signifikan untuk kelompok virus yang diuji dengan komponen variasi antar-kelompok dan intra-kelompok masing-masing 25% dan delapan persen, yang menunjukkan perbedaan evolusioner yang tinggi di antara kelompok-kelompok tersebut. Tidak ada kesamaan signifikan yang ditemukan untuk waktu divergensi evolusi genetik di antara semua populasi.

Penduga theta tidak menunjukkan keseragaman hasil di semua metode, menunjukkan tidak ada konservasi IFNAR di antara virus yang diteliti. Polimorfisme haplotipe menunjukkan variasi besar (mutasi diam dan cepat) dan keragaman genetik dalam produk protein dari orthopoxvirus yang dipelajari, meningkatkan kesulitan mengembangkan target molekuler untuk pengembangan obat dan vaksin. Temuan menunjukkan bahwa gen IFNAR mungkin tidak efektif menekan infeksi virus.

Keragaman molekul yang lebih sedikit diamati untuk virus ectromelia, virus cacar kelinci, dan virus kerbau. Variasi Tau dan analisis ketidakcocokan menunjukkan perbedaan yang signifikan, terutama antara kelompok MPXV, virus cacar sapi, dan virus camelpox berdasarkan ukuran populasi leluhur dan tingkat mutasi yang tidak konstan.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, temuan penelitian menunjukkan keragaman haplotipe yang tinggi, dengan peningkatan mutasi penyisipan-penghapusan, transversi, dan transisi, untuk lima kelompok virus dengan ekspansi marginal populasi virus. Penduga menunjukkan kurangnya konservasi gen IFNAR (dan produk proteinnya) di antara virus, yang mendukung penggunaan terapi berbasis antibodi penetralisir dan mengembangkan obat baru yang dapat berfungsi sebagai adjuvant efektif untuk gen IFNAR.

*Pemberitahuan Penting

bioRxiv menerbitkan laporan ilmiah awal yang tidak ditinjau oleh rekan sejawat dan, oleh karena itu, tidak boleh dianggap sebagai konklusif, memandu praktik klinis/perilaku yang berhubungan dengan kesehatan, atau diperlakukan sebagai informasi yang mapan.

Journal reference:

Felix, P. et al. (2022) "Population Genetics and Analysis of Molecular Variance (AMOVA) of the Monkeypox virus interferon-alpha-beta receptor gene and its evolutionary relationship with the Orthopoxvirus genus". bioRxiv. doi: 10.1101/2022.09.02.506281. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.02.506281v1

No comments