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[闲聊] 猴痘病毒与天花病毒基因组比对

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拉杆命中 发表于 2022-6-4 07:39:10 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
猴痘病毒与天花病毒基因组比对

天花是由痘病毒科正痘病毒属成员天花病毒（VAR）引起的一种死亡率高的人类流行性疾病。由于真空吸虫病病毒（VAC）衍生的一种高度安全和廉价的疫苗的诞生，大规模接种疫苗以及彻底的流行病学监测，使天花于1977年在全球被根除。在根除天花之后，世界各地终止了疫苗接种。这为人畜共患正痘病毒如：猴痘病毒（MPV）、牛痘（CPV）和布氏痘等传播和适应性突变提供了机会。猴痘病毒（MPV）是最受关注的人畜共患正痘病毒。猴痘和天花的临床相似性，引发了关于病毒的遗传关系以及MPV是否会进化成一种具有高频率人传人VAR样病毒的猜想。
猴痘病毒与天花病毒的基因组差异

俄罗斯国家病毒学和生物技术“载体”研究中心的Sergei N. Shchelkunov等科学家对1996年在扎伊尔一次大规模猴痘暴发期间从患者身上分离的MPV进行了197 kb基因组测序。通过将MPV的基因组序列与引起严重疾病的印度1967株（VAR- IND）和引起相对轻微疾病的小天花Garcia-1966株（VAR- GAR）的基因组序列进行了比对，发现MPV基因组中部编码必需酶和结构蛋白的核苷酸序列与天花病毒（VAR）的同源性为96.3%。而基因组末端编码毒力和宿主范围因子的区域有相当大的差异。MPV中两个干扰素（IFN）抗性基因的突变以及白细胞介素- 1β（IL-1β）抑制的存在可能导致这两种病毒特性差异，也可能限制了猴痘作为天花模型的用途。虽然广泛的基因差异证实了MPV不是VAR的直系“亲属”，但不排除未来MPV对人类的适应性。
1. 基因全长

MPV-ZAI基因全长196858 bp，包含≥60个氨基酸残基190个基本不重叠的ORF，其结构特征和GC含量（31.1%）与其他正痘病毒相似。MPV-ZAI基因的编码序列全长比VAR长，为195118 bp。MPV DNA较长的长度主要是由于左侧4个末端ORF的重复，作为末端反向重复（TIR）的一部分，而VAR基因组是非常短的无基因TIR，缺乏ORF重复（Fig.1）。

猴痘病毒与天花病毒基因组比对 第1张图片

  Fig.1 MPV-ZAI和VAR-IND末端物种特异性可变基因组区域示意图

注释：TIR用箭头表示，短串联末端重复区域用矩形表示。重合序列用宽黑色块表示；一个基因组相对于其他基因组的缺失显示为线。可变基因组区域的边界由与其在基因组中的位置相对应的核苷酸数标记。
2. 中心基因组

正痘病毒的中心基因组区主要包含高度保守的必需基因。MPV-ZAI DNA的中心基因组区共有101 466 bp，由C10L和A25R ORF划定，与VAR-IND的同源性为96.3%。MPV-ZAI这一区域编码的病毒体蛋白氨基酸序列与VAR-IND有91.7-99.2%的相似性。
3. 末端区域

MPV-ZAI和VAR-IND基因组的两个末端区域表现出了由一个DNA相对于另一个DNA的缺失（Fig. 1）和ORF截断（Table 1和2）引起的相当大的变异。MPV-ZAI和VAR-IND推测的毒力和免疫调节因子的氨基酸序列相同率为83.5-93.6%（Table1）。
1）毒力因子
值得注意的是，MPV-ZAI突变是两个IFN抗性基因的翻译，它们在VAR和其他正痘病毒中是完整的胞内蛋白。其中一个（VAR-IND中的C3L，Table 1）是真核翻译起始因子2α（eIF-2α）的同源物，通过充当诱饵抑制双链RNA依赖蛋白激酶（PKR）的抗病毒活性。MPV（株ZAI和CNG）基因组不编码这种蛋白质。研究表明，缺乏该基因的突变VAC表现出IFN敏感性，与亲本病毒相比，病毒产量降低了约100倍。
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全文详见南京欧凯生物科技有限公司——《猴痘病毒与天花病毒基因组比对》


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标签：1977年病毒基因组流行性疾病流行病学痘病毒科
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