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猴痘病毒基因组分析

猴痘病毒基因组分析 妙手医生2022-12-07 2006次阅读
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作者:陈会 北京市朝阳区六里屯社区卫生服务中心(北京城建老年病医院)

猴痘病毒(MPV)属于痘病毒科的正痘病毒属,在非洲部分地区是地方病,并引起一种类似天花的人类疾病。对MPV基因组进行了结构特征和开放阅读框分析。基因组的每一端都包含一个相同但方向相反的末端反向重复,与其他正痘病毒相似,包括一个假定的端粒分辨序列和短串联重复序列。采用计算机辅助分析方法鉴定了190个包含60氨基酸残基的开放阅读框。其中,有4个出现在反向末端重复中。MPV包含已知的必需的正痘病毒基因,但只有假定的免疫调节和宿主范围基因的一个子集。序列比较证实了MPV是一种独特的正痘病毒,它不是天花病原体天花病毒的直接祖先或直接后代。
痘病毒科由复杂的双链DNA病毒组成,其特点是它们在脊椎动物或无脊椎动物细胞的细胞质中复制。属于正痘病毒属的痘病毒包括密切相关的天花病毒(VAR)、猴痘(MPV)、牛痘(CPV)和牛痘(VAC)病毒。VAR是人类天花的病原,流行病的死亡率为10-40%,消除了病例识别和预防接种策略接触活真空通过世界社会的协调努力的庇护下世界卫生组织。在1977年根除天花之后痘病毒科由复杂的双链DNA病毒组成,其特点是它们在脊椎动物或无脊椎动物细胞的细胞质中复制。属于正痘病毒属的痘病毒包括密切相关的天花病毒(VAR)、猴痘(MPV)、牛痘(CPV)和牛痘(VAC)病毒。VAR是人类天花的病原,流行病的死亡率为10-40%,消除了病例识别和预防接种策略接触活真空通过世界社会的协调努力的庇护下世界卫生组织。在1977年根除天花之后其临床表现与天花相似,且出现频率正在增加。猴痘和天花的类似临床表现导致了MPV是VAR的进化祖先的假设。VAR和MPV的比较,基于基因组限制性内切酶图谱(或单个病毒基因的核苷酸序列,被一些人解释为MPV和VAR是独立进化的,而另一些人认为VAR是MPV的祖先。因为这个问题的可靠答案只能通过比较完整的基因组得到,我们对最近的人类MPV分离株ZAI-96-I-16(MPV-ZAI)的DNA进行了测序,并得出结论,MPV不是VAR的直接祖先或后代。
我们对MPV-ZAI DNA序列进行了详细分析,包括除部分共价闭合末端发夹环外的整个基因组,结果和讨论基因组形图正痘病毒基因组的末端包含一个相同但方向相反的序列,称为末端反向重复(ITR),其中包括一组短串联重复序列和末端发夹。MPV-ZAI基因组包含一个6379-bp的ITR。利用S1核酸酶水解和DNA聚合酶I修复,我们提出了一个建议在克隆MPV-ZAI DNA的两个互补的、不完全碱基配对的发夹环链中的一个。该序列与其他正痘病毒的序列比对显示出相当大的保守性,并表明只有包含该环的四个核苷酸缺失。有趣的是,推测MPV的端粒分辨率序列与VAC和VAR的序列相同。串联重复附近的终端发夹很短MPVZAI基因组和包括NR我(85个基点)和NR II(322 bp),由两个70-bp重复,一个70 bp的元素,和54个基点的两个元素,位于NR II和ITR编码序列一区域的组织结构与VAR-GAR最为相似。然而,所有VAR菌株的末端区域都有非常短的itr,缺乏orf,并且左右末端的重复序列集不同。
编码区计算机辅助分析确定了列出的包含60氨基酸残基的190个开放阅读框。分别显示了VARIND、VAC-COP和CPV-GRI的相应orf及其预测的氨基酸长度。在MPV-ZAI基因组左侧的4个orf位于ITR内,因此在基因组的右侧有对应的orf。正如预期的那样,所有已知在其他正痘病毒中必不可少的基因都存在于MPV中,并占据了基因组的中心区域,这些orf与其他正痘病毒的序列同源性大于90%。正痘病毒之间的大多数物种和菌株特异性差异存在于左侧和右末端区域,MPV-ZAI也可以看到MPV-ZAI。MPV-ZAI没有独特的基因。相反,MPV-ZAI缺失了在CPV-GRI中发现的25个开放框和为VAR-IND计算的19个潜在的开放框。虽然其中一些基因的作用仍然完全未知,但它们包括许多可能与免疫逃避、宿主范围和细胞增殖有关的基因。

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