Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ГЕНОМЕ ВИРУСОВ ЧЕЛОВЕКА МАЛЫХ ГОМОЛОГИЧНЫХ И КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ФРАГМЕНТОВ И ВОЗМОЖНАЯ ИХ РОЛЬ

https://doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-393-404

Полный текст:

Аннотация

С помощью компьютерного анализа исследована распространенность аутокомплементарных, комплементарных и гомологичных последовательностей (КП и ГП) (длиной в 21 нуклеотид) в геномах 14 вирусов, вызывающих наиболее распространенные инфекции у человека. Выборка вирусов включала вирусы с (+) и (–) односпиральной РНК и ДНК-содержащий вирус гепатита В. Выполненный анализ по распространенности ГП свидетельствует о существовании двух ее экстремальных показателей: с одной стороны, имеет место наличие у одного и того же вируса ГП практически ко всем другим вирусам (например, вирусы Эбола, тяжелого острого респираторного синдрома и паротита) и многочисленности у него же ГП к одному и тому же другому вирусу (у вируса тяжелого острого респираторного синдрома особенно к вирусу Денге, вирусу Эбола и полиовирусу), и, с другой стороны, редкая встречаемость и немногочисленность ГП для некоторых вирусов (вирус краснухи, вирус гепатита А и гепатита В). Сходная картина отмечается и в распространенности КП. Вирус краснухи, имеющий резко отличный от других РНК-содержащих вирусов нуклеотидный состав его генома, также отличался по максимальному числу вирусов, к которым он не имеет КП. Большинство же исследованных вирусов по обоим показателям ГП и КП имеют промежуточные величины между экстремальными значениями. АутоКП длиною в ≤ 19 нуклеотидов были многочисленны у всех исследованных вирусов, что предполагает наличие у вирусов с онРНК разветвленной вторичной структуры. Помимо возможной роли в рекомбинации внутритиповых штаммов, аутоКП могли бы через фолдинг геномов и мРНК быть регуляторами скорости трансляции вирусных белков, обеспечивая оптимальное количественное соотношение их для сборки вирионов. Обнаружение распространенности коротких ГП и КП среди РНК- и ДНК-содержащих вирусов можно рассматривать как результат многократной рекомбинации между ними, свершавшейся в прошлом и возможной в настоящем и определяющей их изменчивость и адаптацию. Рекомбинация могла происходить при коинфицировании ими человека или других общих для них хозяев. Включение в геном вирусов ГП и КП не только обновляло их, но и могло бы служить и памятью о существовании конкурента (противника) за овладение хозяином, и средством противодействия конкуренту при коинфицировании, являясь аналогией системы CRISPR/Cas бактерий и архей.

 

Об авторе

Е. П. Харченко
ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
Россия
д.б.н., ведущий научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН


Список литературы

1. Стент Г. Молекулярная биология вирусов и бактерий. М.: Мир, 1965. 467 с. [Stent G. Molekulyarnaya biologiya virusov i bakterii [Molecular biology of diruses and bacteria]. Moscow: Mir, 1965. 467 p.]

2. Харченко Е.П. Возможные коллизии в иммунодиагностике вирусных инфекций и вакцинации // Инфекция и иммунитет. 2016. Т. 6, № 2. С. 157–164. [Kharchenko E.P. Immune epitope continuum of the protein relationships, poly- and autoreactivity of antibodies. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2016, vol. 6, no. 2, pp. 157–164. doi: 10.15789/2220-7619-20162-157-164 (In Russ.)]

3. Харченко Е.П. Иммуноэпитопный континуум родства белков и полиреактивность и аутореактивность антител // Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, № 4. C. 335–346. [Kharchenko E.P. Immune epitope continuum of the protein relationships, poly- and autoreactivity of antibodies. Meditsinskaya Immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, vol. 17, no. 4, pp. 335–346. doi: 10.15789/1563-0625-2015-4-335-346 (In Russ.)]

4. Aguiar E.R., Olmo R.P., Marques J.T. Virus-derived small RNAs: molecular footprints of host–pathogen interactions. Wiley Interdiscip. Rev. RNA, 2016, vol. 7, iss. 6, pp. 824–837. doi: 10.1002/wrna.1361

5. Barrangou R. CRISPR-Cas systems and RNA-guided interference. Wiley Interdiscip. Rev. RNA, 2013, vol. 4, iss. 3, pp. 267–278. doi: 10.1002/wrna.1159

6. Gil A., Kenney L.L., Mishra R., Watkin L.B., Aslan N., Selin L.K. Vaccination and heterologous immunity: educating the immune system. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg., 2015, vol. 109, no. 1, pp. 62–69. doi: 10.1093/trstmh/tru198

7. Heler R., Marraffini L.A., Bikard D. Adapting to new threats: the generation of memory by CRISPR-Cas immune systems. Mol. Microbiol., 2014, vol. 93, iss. 1, pp. 1–9. doi: 10.1111/mmi.12640

8. Jachiet P.A., Colson P., Lopez P., Bapteste E. Extensive gene remodeling in the viral world: new evidence for nongradual evolution in the mobilome network. Genome Biol. Evol., 2014, vol. 6, iss. 9, pp. 2195–2205. doi: 10.1093/gbe/evu168

9. Keele B.F., Giorgi E.E., Salazar-Gonzalez J.F., Decker J.M., Pham K.T., Salazar M.G., Sun C., Grayson T., Wang S., Li H., Wei X., Jiang C., Kirchherr J., Gao F., Anderson J., Ping L., Swanstrom R., Tomaras G., Blattner W., Goepfert P., Kilby J., Saag M., Delwart E., Busch M., Cohen M., Montefiori D., Haynes B., Gaschen B., Athreya G., Lee H., Wood N., Seoighe C., Perelson A., Bhattacharya T., Korber B.T., Hahn B., Shaw G. Identification and characterization of transmitted and early founder virus envelopes in primary HIV-1 infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008, vol. 105, no. 21, pp. 7552–7557. doi: 10.1073/pnas.0802203105

10. Koonin E., Dolja V., Krupovic M. Origins and evolution of viruses of eukaryotes: The ultimate modularity. Virology, 2015, vol. 479–480, pp. 2–25. doi: 10.1016/j.virol.2015.02.039

11. Li M.L., Weng K.F., Shih S.R., Brewer G. The evolving world of small RNAs from RNA viruses. Wiley Interdiscip. Rev. RNA, 2016, vol. 7, iss. 5, pp. 575–588. doi: 10.1002/wrna.1351

12. Nakanishi K. Anatomy of RISC: how do small RNAs and chaperones activate Argonaute proteins? Wiley Interdiscip. Rev. RNA, 2016, vol. 7, iss. 5, pp. 637–660. doi: 10.1002/wrna.1356

13. Perez J.T., Zlatev I., Aggarwal S., Subramanian S., Sachidanandam R., Kim B., Manoharan M., ten Oever B.R. A small-RNA enhancer of viral polymerase activity. J. Virol., 2012, vol. 86, no. 24, pp. 13475–13485. doi: 10.1128/JVI.02295-12

14. Perez J.T., Varble A., Sachidanandam R., Zlatev I., Manoharan M., Garcia-Sastre A., ten Oever B.R. Influenza A virus-generated small RNAs regulate the switch from transcription to replication. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010, vol. 107, no. 25, pp. 11525– 11530. doi: 10.1073/pnas.1001984107

15. Romanova L.I., Blinov V.M., Tolskaya E.A., Viktorova E.G., Kolesnikova M.S., Guseva E.A., Agol V.I. The primary structure of crossover regions of intertypic poliovirus recombinants: a model of recombination between RNA genomes. Virology, 1986, vol. 155, no. 1, pp. 202–213.

16. Selin L.K., Wlodarczyk M.F., Kraft A.R., Nie S., Kenney L.L., Puzone R., Celada F. Heterologous immunity: immunopathology, autoimmunity and protection during viral infections. Autoimmunity, 2011, vol. 44, pp. 328–347.

17. Stedman K.M. Deep recombination: RNA and ssDNA virus genes in DNA virus and host genomes. Annu. Rev. Virol., 2015, vol. 2, pp. 203–217. doi: 10.1146/annurev-virology-100114-055127

18. Tay Y., Rinn J., Pandolfi P.P. The multilayered complexity of ceRNA crosstalk and competition. Nature, 2014, vol. 505, no. 7483, pp. 344–352. doi: 10.1038/nature12986

19. Tycowski K.T., Guo Y., Lee N., Moss W.N., Vallery T.K., Xie M., Steitz J.A. Viral noncoding RNAs: more surprises. Genes. Dev., 2015, vol. 29, pp. 567–584.

20. Umbach J.L., Yen H.L., Poon L.L., Cullen B.R. Influenza A virus expresses high levels of an unusual class of small viral leader RNAs in infected cells. MBio, 2010, vol. 1, no. 4: e00204-10. doi: 10.1128/mBio.00204-10


Для цитирования:


Харченко Е.П. РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ГЕНОМЕ ВИРУСОВ ЧЕЛОВЕКА МАЛЫХ ГОМОЛОГИЧНЫХ И КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ФРАГМЕНТОВ И ВОЗМОЖНАЯ ИХ РОЛЬ. Инфекция и иммунитет. 2017;7(4):393-404. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-393-404

For citation:


Kharchenko E.P. OCCURRENCE OF SMALL HOMOLOGOUS AND COMPLEMENTARY FRAGMENTS IN HUMAN VIRUS GENOMES AND THEIR POSSIBLE ROLE. Russian Journal of Infection and Immunity. 2017;7(4):393-404. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-393-404

Просмотров: 204


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


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