גילוי זן שפעת עטלף חדש עם פוטנציאל להדביק מינים אחרים

נגיף שפעת עטלף שזוהה לאחרונה, H18N12, נושא מוטציות שעשויות לשפר את יכולתו לקפוץ בין מינים, ומדגיש את הצורך במעקב ערני כדי למנוע התפרצויות עתידיות.

לִלמוֹד: גנומיקה של נגיף שפעת A חדש (H18N12) בעטלפים, קריבה קולומביהו קרדיט תמונה: Shutterstock AI Generator / Shutterstock.com

במחקר שפורסם לאחרונה בפורסם דוחות מדעייםמדענים קבעו את המאפיינים הפילוגנטיים, האבולוציוניים והאנטיגניים של נגיף שפעת A חדש (IAV) המזוהה בעטלפי דיג בקריביים הקולומביאנים.

עטלפים: מאגרים טבעיים לנגיפים מתעוררים

עטלפים משמשים כמאגר מפתח למגוון רחב של וירוסים, שחלקם כוללים Coronaviruses, paramyxoviruses, filoviruses, דלקת המוח הסוס של וונצואלה, וירוס דנגה.

עטלפים אינם נחשבים למאגר לנגיפי שפעת; עם זאת, לאחרונה התגלו כמה תת -סוגים של IAV. אלה כוללים את סוג המשנה H17N10 המזוהה בעטלפי פרי בגואטמלה ו- H18N11 מבודד מעטלפים בפרו, בוליביה ובברזיל. נגיף הדומה לזני ה- IAV של Avian התגלה גם בעטלפים מצריים.

איך עופות העופות מדביקים עטלפים?

מקורו של IAV של עטלף מקורו באב קדמון משותף המשותף עם תת -סוגים של Avian IAV. עדויות קיימות מראות כי הפרדה גיאוגרפית ואירועי העברה מוקדמים מרובים חילקו את הנגיפים הללו לשני ענפים או מוטציות משמעותיות אפשרו להם להסתגל ספציפית לעטלפים.

המגלגלוטינין (H) ונוירמינידאז (NA) הם גליקופרוטאינים הקיימים על פני IAV. הם מעורבים בהתקשרות נגיפית לקולטני כניסת תאים מארחים, כולל מורכב היסטוק תאימות עיקרי Class II (MHC-II). קריסטלוגרפיה של רנטגן של חלבונים אלה אישרו קווי דמיון מבניים בין עטלף ל- IAVs; עם זאת, IAVs עטלפים מציגים שינויים מולקולריים ספציפיים שעשויים להיות אחראים להתאמתם לעטלפים.

לדוגמה, חלבון ה- NA של IAVs אינו מציג פעילות קטליטית כלשהי, מה שמוביל את החוקרים להשערה כי גליקופרוטאין זה עשוי לגרום למולקולות נמוכות של MHC-II באמצעות מנגנון שונה. עם זאת, יש צורך במחקר נוסף בכדי להבין היטב את המנגנונים שבהם IAVs מדביקים עטלפים כדי להבטיח את היעילות של אסטרטגיות בקרת שפעת.

ממצאי לימוד

בסך הכל 159 דגימות פי הטבעת נאספו באופן אקראי מעטלפים בקריביים הקולומביאנים ונותחו באמצעות רצף חומצה ריבונוקליית (RNA SEQ). מיני עטלפים אלה היו שייכים ל Phylostomidae, Molossidae, Noctilionidae, וכן Commallonuridae משפחות. ראוי לציין שרק ארבעה Noctilio albiventris דגימות הכילו גנום ויראלי הקשור ל- Orthomyxoviridae מִשׁפָּחָה.

שלושה קטעים בגנום ויראלי זה הראו דמיון של 90% עם H18N11. באופן יחסי, 93% מדגימת הגנום הנגיפי A/BAT/Colombia 23 היו דומה מבחינה מבנית לרצף H18N11 מבודד בפרו; עם זאת, הגן NA במדגם זה הציג סטייה רבה יותר מגנום התייחסות זה.

הניתוח הפילוגנטי הצביע על כך שהבודד הנגיפי A/BAT/Colombia 23 קשור ל- IAV ספציפי ל- BAT וכי הוא נבדל באופן משמעותי מ- IAV של העופות. לדוגמה, קטע הגנים H היה דומה מבחינה מבנית לקטע H18 המבודד בפרו, ברזיל ובוליביה, ואילו מקטעי PB2, PA ו- M ככל הנראה חולקים אב קדמון משותף עם גנומי התייחסות אלה. באופן יחסי, קטע הגנים A/BAT/Colombia 23 NA היה המרוחק הפילוגנטית ביותר מזה של מבודדי IAV האחרונים והוא קשור לפילוגנטית לקטע NA קודם שבודד לפני למעלה מ 50 שנה.

ממצאים אלה מראים כי אירועי מחזור מחדש גנטיים עם מקטעי HA ו- NA תורמים למגוון הגנטי שלהם וליכולת ההסתגלות של נגיפים מוטציה אלה כדי להדביק מארחים חדשים. נצפה ממוצע של אירוע מחדש אחד מחדש לכל 31 שנה במגזרי HA ו- NA, הנחשב לשיעור מחזור נמוך הנמוך העשוי לנבוע מהבדלים בתאימות הגנטית בין הקטעים, מגבלות אקולוגיות המונעות זיהומים משותפים או שינויים משיתוף פעולה משיתוף מערכת החיסון של העטלף שהובילה להתפתחות ויראלית.

בהתבסס על נתונים ניסיוניים אלה, החוקרים השתמשו במודלים חישוביים כדי לחזות סטייה ודמיון בין המבנה הנגיפי המבודד לגנום התייחסות H18N11. לדוגמה, כיס האתר הפעיל ההיפותטי של חלבון ה- A/BAT/Colombia/23 NA נראה צר יותר מזה של חלבון Peru H18N11, אשר ככל הנראה נובע מפלסטיות גדולה יותר של לולאה 150 והמוטציה K363R ששינתה את היציבות של מבנה זה. יתר על כן, נראה כי חמש מוטציות ב- Ser361, AR363 ו- Lys242 מגדילות את חוזק וספציפיות הקשירה בין BAT לחלבונים נגיפיים.

ממצאים אלה משפיעים באופן משמעותי על ההבנה שלנו על אינטראקציות חלבון נגיפיות ויכולים ליידע מחקר עתידי ופיתוח תרופות, במיוחד בתכנון של תרופות אנטי -ויראליות המכוונות לחלבון NA. "

משמעות המחקר

המחקר הנוכחי זיהה IAV חדשני בעטלפי דיג בקריביים הקולומביאנים. הגן H של נגיף זה היה הקטע היחיד שקשור לכל 16 תת -סוגי העופות הידועים, ואילו קטעי PB1, PA, M, M ו- NA מקורם ככל הנראה באירוע סידור מחדש בין זנים נגיפיים קיימים המסתובבים בעטלפים.

הסטייה המולקולרית של קטע NA … מציעה סוג משנה חדש בשם H18N12. "

מחקרים קיימים דיווחו כי H18N11 אינו יכול להדביק ביעילות מארחים שאינם עטלפים. למרות שגן H של A/BAT/Colombia/23 זהה לזה של סוג המשנה H18, המוטציות המזוהות בגן NA יכולות לשפר את יכולתו של נגיף זה להדביק ולהעביר בין מינים חדשים. לפיכך, חובה לפקח על הופעתם של זני IAV חדשים ולקבוע באופן מראש את הפוטנציאל שלהם לגרום להתפרצויות אפידמיולוגיות לפני שהם מתרחשים.