Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

ИНВАРИАНТНЫЕ ПАТТЕРНЫ ВНУТРЕННИХ БЕЛКОВ ПАНДЕМИЧЕСКИХ ВИРУСОВ ГРИППА

https://doi.org/10.15789/2220-7619-2015-4-323-330

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования состояла в поиске подходов распознавания по молекулярным характеристикам пандемических штаммов вирусов гриппа А и в попытке выяснить, представляют ли угрозу птичьи штаммы в качестве вероятной причины новой пандемии гриппа. С помощью компьютерного анализа во внутренних белках (нуклеопротеин, матриксные белки М1 и М2, белки полимеразного комплекса РВ1, РВ2 и РА, неструктурный белок NS2; из-за вариабельности длины неструктурный белок NS1 был исключен из анализа) штаммов вируса гриппа А пандемий 1918 (H1N1), 1957 (H2N2), 1968 (H3N2), 1977 (H1N1) и 2009 (H1N1) гг. осуществляли поиск в их первичных структурах инвариантных паттернов. Выявлено, что внутренние белки обучающей выборки пандемических штаммов характеризуются постоянством числа и позиций определенных аминокислот и наличием блоков протяженных инвариантных последовательностей. На основе этих выявленных паттернов инвариантности внутренних белков возможно было безошибочно идентифицировать пандемические штаммы в контрольной выборке. Пандемические штаммы, разделенные по их возникновению десятками лет и отличающиеся составом подтипов гемагглютинина и нейраминидазы (Н1, Н2, Н3 и N1, N2), имеют сильное сходство по внутренним белкам, образуя особое подмножество, от которого в разной степени «отдалены» непандемические штаммы. Это позволяет предположить, что в природе возникновение пандемических штаммов вируса гриппа А связано с конвергенцией их внутренних белков к обнаруженным нами инвариантам пандемичности. Поскольку для выявления инвариантов пандемичности достаточно было обучающей выборки, состоящей из штаммов пандемий 1918 (H1N1), 1957 (H2N2), 1968 (H3N2), 1977 (H1N1) гг., то пандемию гриппа 2009–2010 гг. можно было бы предсказать на самой ранней ее стадии по данным секвенирования генома и протеома циркулировавших штаммов. По данным сравнительного анализа, внутренние белки птичьих штаммов Н5N1 и Н7N9 не близки к таковым пандемических штаммов, а для их нуклеопротеина свойственны особенности аминокислотного состава. Это дает основание полагать, что угроза возникновения новой пандемии гриппа, спровоцированной ныне циркулирующими птичьими штаммами, маловероятна. Инвариантные паттерны пандемических штаммов потенциально могут быть использованы для отслеживания предпандемических штаммов среди циркулирующих вирусов гриппа А и выявления траектории формирования возможной пандемической опасности. 

Об авторе

Е. П. Харченко
ФГБУ Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия
Россия

д.б.н., ведущий научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова



Список литературы

1. Киселев О.И. Геном пандемического вируса гриппа A/H1N1V-2009. СПб.–М.: Компания «Димитрейд График Групп», 2011. 163 с. [Kiselev O.I. Genom pandemicheskogo virusa grippa A/H1N1V-2009 [The genome of pandemic influenza viruis A/ H1N1V-2009]. St. Petersburg–Moscow: Dimitrade Grafic Group, 2011. 163 p.]

2. Харченко Е.П. Иммуноэпитопный континуум белков и возможные его проявления // Российский иммунологический журнал. 2013. T. 7, № 16. C. 179–180 [Kharchenko E.P. Immune epitope continuum of the proteins and possible its applications. Rossiiskii immunologicheskii zhurnal = Russian Immunological Journal, 2013, vol. 7, no. 16, pp. 179–180. (In Russ.)]

3. Bortz E., Westera L., Maamary J., Steel J., Albrecht R.A., Manicassamy B., Chase G., Martínez-Sobrido L., Schwemmle M., García-Sastre A. Hostand strain-specific regulation of influenza virus polymerase activity by interacting cellular proteins. MBio, 2011, vol. 2, no. 4, doi: 10.1128/mBio.00151-11

4. Fouchier R.A.M., Kawaoka Y., Cardona C., Compans R.W., Garcí a-Sastre A., Govorkova E.A., Guan Y., Herfst S., Orenstein W.A., Peiris J.S., Perez D.R., Richt J.A., Russell C., Schultz-Cherry S.L., Smith D.J., Steel J., Tompkins S.M., Topham D.J., Treanor J.J., Tripp R.A., Webby R.J., Webster R.G. Gain-of-function experiments on H7N9. Science, 2013, vol. 341, pp. 612–613. doi: 10.1126/science.341.6146.612

5. Herfst S., Schrauwen E.J.A., Linster M., Chutinimitkul S., de Wit E., Munster V.J., Sorrell E.M., Bestebroer T.M., Burke D.F., Smith D.J., Rimmelzwaan G.F., Osterhaus A.D., Fouchier R.A. Airborne transmission of influenza A/H5N1 virus between ferrets. Science, 2012, vol. 336, pp. 1534–1541. doi: 10.1126/science.1213362

6. Imai M., Watanabe T., Hatta M., Das S.C., Ozawa M., Shinya K., Zhong G., Hanson A., Katsura H., Watanabe S., Li C., Kawakami E., Yamada S., Kiso M., Suzuki Y., Maher E.A., Neumann G., Kawaoka Y. Experimental adaptation of an influenza H5 haemagglutinin (HA) confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets. Nature, 2012, vol. 486, no. 7403, pp. 420–428. doi: 10.1038/nature10831

7. Morens D.M. Editorial commentary: pandemic H5N1: receding risk or coming catastrophe? Clin. Infect. Dis., 2013, vol. 56, no. 9, pp. 1213–1215. doi: 10.1093/cid/cit051

8. Morens D.M., Taubenberger J.K., Fauci A.S. H7N9 avian influenza A virus and the perpetual challenge of potential human pandemicity. MBio, 2013, vol. 4, no. 4. doi: 10.1128/mBio.00445-13

9. Morens D.M., Taubenberger J.K. Pandemic influenza: certain uncertainties. Rev. Med. Virol., 2011, vol. 21, pp. 262–284. doi: 10.1002/rmv.689

10. Morens D.M., Taubenberger J.K., Fauci A.S. Pandemic influenza viruses — hoping for the road not taken. N. Engl. J. Med., 2013, vol. 368, no. 25, pp. 2345–2348. doi: 10.1056/NEJMp1307009

11. Russell R.J., Gamblin S.J., Haire L.F., Stevens D.J., Xiao B., Ha Y., Skehel J.J. H1 and H7 influenza haemagglutinin structures extend a structural classification of haemagglutinin subtypes. Virology, 2004, vol. 325, no. 2, pp. 287–296. doi: 10.1016/j.virol.2004.04.040

12. Taubenberger J.K., Hultin J.V., Morens D.M. Discovery and characterization of the 1918 pandemic influenza virus in historical context. Antivir. Ther., 2007, vol. 12, no. 4, pp. 581–591.

13. Taubenberger J.K., Baltimore D., Doherty P.C., Markel H., Morens D.M., Webster R.G., Wilson I.A. Reconstruction of the 1918 influenza virus: unexpected rewards from the past. MBio, 2012, vol. 3, no. 5. doi: 10.1128/mBio.00201-12

14. Taubenberger J.K., Morens D.M. Influenza: the once and future pandemic. Public Health Rep., 2010, vol. 125 (suppl. 3), pp. 16–26.


Для цитирования:


Харченко Е.П. ИНВАРИАНТНЫЕ ПАТТЕРНЫ ВНУТРЕННИХ БЕЛКОВ ПАНДЕМИЧЕСКИХ ВИРУСОВ ГРИППА. Инфекция и иммунитет. 2015;5(4):323-330. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2015-4-323-330

For citation:


Kharchenko E.P. THE INVARIANT PATTERNS OF THE INTERNAL PROTEINS OF PANDEMIC INFLUENZA VIRUSES. Russian Journal of Infection and Immunity. 2015;5(4):323-330. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-2015-4-323-330

Просмотров: 404


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)