Diferencias genómicas entre el virus de la viruela del mono y el virus de la viruela
Científicos como Sergei N. Shchelkunov del Centro Nacional Ruso de Investigación de Virología y Biotecnología "Vector" analizaron el brote a gran escala en Zaire en 1996 se secuenciaron los genomas del MPV aislado de pacientes durante el brote de viruela simica. Al comparar las secuencias del genoma del MPV con la cepa india 1967 (VAR-IND), que causa una enfermedad grave, y la cepa de viruela García-1966 (VAR-GAR), que causa una enfermedad relativamente leve, encontramos nucleótidos que codifican enzimas esenciales y estructuras. proteínas en la parte media del genoma MPV. La secuencia tiene una homología del 96,3 con el virus de la viruela (VAR). Sin embargo, existen diferencias considerables en las regiones que codifican los factores de virulencia y rango de hospedadores en los extremos del genoma. Las mutaciones en dos genes de resistencia al interferón (IFN) y la presencia de inhibición de la interleucina-1β (IL-1β) en MPV pueden dar lugar a diferencias en las propiedades de los dos virus y también pueden limitar el uso de la viruela simica como modelo de viruela. Aunque amplias diferencias genéticas confirman que el MPV no es un pariente directo del VAR, no descarta la futura adaptabilidad del MPV a los humanos.
1.? Longitud total del gen
La longitud total del gen MPV-ZAI es de 196858 pb, incluidos ≥60 residuos de aminoácidos y 190 marcos de lectura abiertos básicamente no superpuestos. Sus características estructurales y contenido de GC (31.1) son similares a otros ortopoxvirus. La secuencia codificante del gen MPV-ZAI es más larga que VAR, 195118 pb. La longitud del ADN del MPV se debe principalmente a la repetición de los cuatro ORF terminales de la izquierda, que forman parte de la repetición invertida terminal (TIR), mientras que el genoma del VAR es muy corto, no tiene el gen TIR y carece de repeticiones ORF ( Figura 1).
¿Figura 1? Especificidad de especie de los extremos MPV-ZAI y VAR-IND
Nota: los TIR se representan mediante flechas y las regiones repetidas al final de series cortas se representan mediante rectángulos. Las secuencias superpuestas están representadas por bloques negros anchos; las eliminaciones de un genoma en relación con otros genomas se muestran como una línea. Los límites de las regiones genómicas variables están marcados por el número de nucleótidos correspondientes a su posición en el genoma.
2.? Genoma central
La región del genoma central de los ortopoxvirus contiene principalmente genes esenciales altamente conservados. La región genómica central del ADN de MPV-ZAI tiene 101 466 pb, está unida por C10L y A25ORF y tiene una homología de 96,3 con VAR-IND. La similitud en la secuencia de aminoácidos de la proteína viral codificada por MPV-ZAI y VAR-IND es 91,7-99,2.
3.? Regiones terminales
Las dos regiones terminales de los genomas MPV-ZAI y VAR-IND muestran eliminaciones de un ADN con respecto al otro (Fig. ? 1) y truncamiento de ORF (Tablas 1 y 2). La identidad de la secuencia de aminoácidos de la virulencia y los factores reguladores inmunológicos deducidos por MPV-ZAI y VAR-IND es 83,5-93,6 (Tabla 1).
1) Factores de virulencia
Cabe destacar que la mutación MPV-ZAI es la traducción de dos genes de resistencia al IFN, que están intactos en VAR y otros ortopoxvirus.
Uno de ellos (C3L en VAR-IND, Tabla 1) es un homólogo del factor de iniciación de la traducción eucariota 2α (eIF-2α), que inhibe la actividad antiviral de la proteína quinasa dependiente de ARN (PKR) de doble cadena actuando como señuelo. . El genoma del MPV (cepa ZAI y cepa CNG) no codifica esta proteína. Los estudios han demostrado que el VAC mutante que carece de este gen presenta sensibilidad al IFN y la producción de virus es aproximadamente 100 veces menor que la del virus original. Otro gen de resistencia al IFN (E3L en VAR-IND, Tabla 1) está presente en VAR y otros ortopoxvirus y se expresa en forma larga o corta mediante metionina 1 o metionina 2, respectivamente (Figura 2A). En VAC, el dominio N-terminal de la proteína larga codificada por este gen media la unión al ADN-Z, la localización nuclear y la interacción PKR, y es una proteína esencial para la toxicidad de VAC. Los dominios C-terminales de proteínas cortas o largas pueden unirse al ARN bicatenario e inhibir la activación de PKR y 2-5A sintetasa inducida por IFN, que es necesaria para la resistencia al IFN y el rango de huéspedes VAC. El primer codón de inicio de la traducción y la mutación sin sentido aguas abajo del MPV son evidentes, por lo que solo hay una traducción corta (Fig. 2A). Las mutaciones en ambos IFN pueden resultar en una menor transmisión de MPV de persona a persona que VAR.
MPV codifica una proteína de unión complementaria con sólo tres repeticiones cortas, en comparación con cuatro en otros ortopoxvirus (Fig. 2B). Además, MPV codifica una proteína de unión a IL-1β secretada y 3-l -Hidroxi-. delta-5 esteroide deshidrogenasa, que no tiene un ORF completo en la cepa VAR (Tabla 1). En particular, el gen VAC que codifica la proteína de unión a IL-1β se asocia con fiebre y patogenicidad. Por tanto, la presencia de la proteína de unión a IL-1β en MPV puede ser una de las razones por las que su patogenicidad es menor que la de VAR.
¿Imagen 2? ¿MPV y VAR? Factores de resistencia al interferón y su unión complementaria
Nota: La Figura 2A es una comparación de las secuencias de aminoácidos de los factores de resistencia al IFN del ortopoxvirus E3L codificados por los genes correspondientes de VAR-IND, VAR-GAR y MPV-ZAI. . Se muestra la región que contiene el dominio Z-α de la adenosina desaminasa N-terminal (marcada en gris) y el motivo de unión al ARN bicatenario C-terminal. Los residuos de aminoácidos idénticos están marcados con un punto; las eliminaciones de aminoácidos están marcadas con un guión. El primer y segundo residuo de metionina comienzan con proteínas largas o cortas marcadas con un asterisco encima de la secuencia. La Figura 2B es una alineación de secuencia de aminoácidos de proteínas de unión complementarias de ortopoxvirus. orf muestra VAR-IND y MPV-ZAI. Los residuos de cisteína conservados están marcados con cuadros verticales negros y otros residuos conservados están marcados con cuadros verticales grises. Los números encima de los cuadros representan cuatro regiones repetidas típicas de proteínas de control complementarias.
Anqin
Los Orfs que codifican proteínas que contienen repeticiones de anquirina son la familia más grande de genes de ortopoxvirus, algunos de los cuales tienen funciones de huésped completo (MPV-ZAI D7L y C1L). Entre los 10 genes pertenecientes a esta familia, el gen correspondiente a VAR-IND B19R fue eliminado en el genoma MPV-ZAI, y el gen correspondiente a MPV-ZAI D1L fue eliminado en las dos cepas VAR. Además, cuatro genes VAR de esta familia (D6L, D7L, C1L y O3L en VAR-IND) están truncados en relación con los genes homólogos de MPV. En la actualidad, sólo podemos especular sobre cómo estas diferencias podrían afectar el rango de huéspedes o la virulencia.
1.? Análisis del árbol filogenético
Para comprender mejor la relación genética, se utilizó ADN de 117600 pb para realizar un análisis filogenético de las regiones variables terminales del genoma de cuatro ortopoxvirus patógenos humanos (Figura 3). Las subespecies grandes de VAR están estrechamente relacionadas con las subespecies pequeñas, y la distancia entre MPV y VAR es ligeramente mayor que la de VAC.
Análisis del árbol filogenético de secuencias genómicas variables terminales de MPV, VAR, CPV y VAC
En resumen, los resultados de la comparación del genoma de MPV y VAR indican que los genes de virulencia de MPV existen múltiples diferencias. entre las cepas grandes y pequeñas de VAR. MPV y VAR pueden haber evolucionado independientemente de un ancestro de ortopoxvirus. Las diferencias genéticas entre VAR y MPV plantean dudas considerables sobre la validez del modelo de viruela MPV.
Pero el MPV en sí mismo puede causar enfermedades graves, por lo que debemos vigilar de cerca las tasas de infección por MPV para garantizar que no se adapte a los humanos por medios espontáneos o recombinantes en poblaciones no vacunadas con alta prevalencia del VIH.
Comparación de los genomas del virus variola del virus de la viruela de los monos/virus de la viruela de los monos