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

Обложка

Цитировать

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 авторах

Е. П. Харченко

ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург

Автор, ответственный за переписку.
Email: neuro.children@mail.ru
д.б.н., ведущий научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН Россия

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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Харченко Е.П., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».