Молекулярно-генетичний аналіз варіабельності генів HA, NA ТА NP вірусу пташиного грипу а (у порівнянні штамів H1N1 та H7N9)

Автор(и)

  • Semen Buriachenko ННЦ Інститут експериментальної та клінічної ветеринарної медицини вул. Пушкінська, 83, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-3515-1621

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.153462

Ключові слова:

пташиний грип А, H1N1, H7N9, варіабельність генів, гемаглютенін, нейромінідаза, нуклеопротеїн

Анотація

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

Біографія автора

Semen Buriachenko, ННЦ Інститут експериментальної та клінічної ветеринарної медицини вул. Пушкінська, 83, м. Харків, Україна, 61023

Аспірант

Відділ вивчення інфекційних хвороб птиці

Посилання

  1. Taubenberger, J. K., Kash, J. C. (2010). Influenza Virus Evolution, Host Adaptation, and Pandemic Formation. Cell Host & Microbe, 7 (6), 440–451. doi: https://doi.org/10.1016/j.chom.2010.05.009
  2. Ozawa, M., Kawaoka, Y. (2013). Cross Talk Between Animal and Human Influenza Viruses. Annual Review of Animal Biosciences, 1 (1), 21–42. doi: https://doi.org/10.1146/annurev-animal-031412-103733
  3. Webster, R. G., Bean, W. J., Gorman, O. T., Chambers, T. M., Kawaoka, Y. (1992). Evolution and ecology of influenza A viruses. Microbiol Rev., 56 (1), 152–179.
  4. Brockwell-Staats, C., Webster, R. G., Webby, R. J. (2009). Diversity of influenza viruses in swine and the emergence of a novel human pandemic influenza A (H1N1). Influenza and Other Respiratory Viruses, 3 (5), 207–213. doi: https://doi.org/10.1111/j.1750-2659.2009.00096.x
  5. Allison, A. B., Ballard, J. R., Tesh, R. B., Brown, J. D., Ruder, M. G., Keel, M. K. et. al. (2014). Cyclic Avian Mass Mortality in the Northeastern United States Is Associated with a Novel Orthomyxovirus. Journal of Virology, 89 (2), 1389–1403. doi: https://doi.org/10.1128/jvi.02019-14
  6. Dukhovlinov, I., Al-Shekhadat, R., Fedorova, E., Stepanova, L., Potapchuk, M., Repko, I. et. al. (2013). Study of immunogenicity of recombinant proteins based on hemagglutinin and neuraminidase conservative epitopes of Influenza A virus. Medical Science Monitor Basic Research, 19, 221–227. doi: https://doi.org/10.12659/msmbr.884002
  7. Wu, C.-Y., Lin, C.-W., Tsai, T.-I., Lee, C.-C. D., Chuang, H.-Y., Chen, J.-B. et. al. (2016). Influenza A surface glycosylation and vaccine design. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (2), 280–285. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1617174114
  8. Tada, T., Suzuki, K., Sakurai, Y., Kubo, M., Okada, H., Itoh, T., Tsukamoto, K. (2011). Emergence of Avian Influenza Viruses with Enhanced Transcription Activity by a Single Amino Acid Substitution in the Nucleoprotein during Replication in Chicken Brains. Journal of Virology, 85 (19), 10354–10363. doi: https://doi.org/10.1128/jvi.00605-11
  9. Sha, B., Luo, M. (1997). Structure of a bifunctional membrane-RNA binding protein, influenza virus matrix protein M1. Nature Structural Biology, 4 (3), 239–244. doi: https://doi.org/10.1038/nsb0397-239
  10. Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M., Kumar, S. (2011). MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods. Molecular Biology and Evolution, 28 (10), 2731–2739. doi: https://doi.org/10.1093/molbev/msr121
  11. Efron, B. (1979). Bootstrap Methods: Another Look at the Jackknife. The Annals of Statistics, 7 (1), 1–26. doi: https://doi.org/10.1214/aos/1176344552
  12. Smith, T. F., Waterman, M. S. (1981). Identification of common molecular subsequences. Journal of Molecular Biology, 147 (1), 195–197. doi: https://doi.org/10.1016/0022-2836(81)90087-5

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-31

Як цитувати

Buriachenko, S. (2018). Молекулярно-генетичний аналіз варіабельності генів HA, NA ТА NP вірусу пташиного грипу а (у порівнянні штамів H1N1 та H7N9). ScienceRise: Biological Science, (6 (15), 4–9. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.153462

Номер

№ 6 (15) (2018)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Semen Buriachenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.