Abstract
The purpose of the study was to compare molecular characteristics of genes and proteins of pandemic influenza strains and find features of the 1918 Spanish influenza virus. Computer analysis has shown that the genes of the Spanish influenza virus in contrast to other pandemic strains contain optimal quantity of long complementary sequences that allow to obtain a supramolecular assembly of 8 virus RNA in according to a model ensuring selective packing of one copy of each virus RNA by the only possible scheme and high transmission to induce infection by single virions. Other pandemic strains contain redundant or insufficient quantity of complementary sequences that allow an assembly of its genome by means of some models including a stochastic one and occurrence of virions with incomplete genome, that is influenza virusts can exist primarily as a swarm of complementation-dependent semi-infectious virions. Analysis of an HA gene of the Spanish influenza virus found out exclusion from its translation code four triplets (CGG, CGA, CGC и CGU) coding arginine. This exclusion is observed in all the HlNl strains isolated during 100 years. Coding arginine in an HA gene of HlNl strains is provided by only triplets AGG and AGA. A NP gene of the Spanish influenza virus in contrast to other pandemics strains is avian-like and its NP protein is characterized by elevated quantity of arginine and decreased quantity of lysine that is considered as viral adaptation to avian body temperature. Prevalence of arginine provides more high positive charge for the Spanish influenza NP protein and its more powerful interaction with RNA and consequently more high thermal stability of the its RNP in comparison with the RNP of other pandemic strains. Potential consequence of existence of the avian-like NP in the Spanish influenza virus could be its high pathogenicity as infection fever creates optimal temperature for virus replication. These new data obtained by computer analysis of genomes in the Spanish influenza virus and other pandemic strains (altogether information about its proteins) can potentially be used to track pre-pandemic strains among circulating influenza A viruses and detect the formation of a possible trajectory of pandemic alert.
Highlights
В поиске подходов распознавания пандемических штаммов (ПШ) вирусом гриппа (ВГ) А по молекулярным характеристикам показано, что их внутренние белки [белки полимеразного комплекса (РВ1, РВ2 и РА), нуклеопротеин (NP), матриксные белки (М1 и М2) и неструктурный белок 2 (NS2)] характеризуются постоянством числа и позиций определенных аминокислот и наличием блоков протяженных инвариантных последовательностей
Перенесенные за 100 лет пандемии существенно отличаются по числу инфицированных людей и смертельных исходов, и вирус испанского гриппа (ВИГ) имеет по этим характеристикам наивысшие, а ПШ 2009–2010 гг. — наименьшие показатели [4]
Выполненный компьютерный анализ геномов и белков пандемических штаммов (ПШ) позволил дополнить «портрет» вирус испанского гриппа (ВИГ) тремя новыми «штрихами»: 1) его гены содержат более протяженные (и оптимальные по количеству) не полностью КП (нпКП), потенциально способные участвовать в комплектации полного набора 8 генов; 2) в нуклеотидной последовательности НА гена исключен из трансляционного кода (ТК) квартет триплетов аргинина, что оказалось консервативным признаком для всех вирусом гриппа (ВГ) подтипа H1N1; 3) NP ВИГ, в отличие от других ПШ, принадлежит к птичьему варианту, для которого характерно иное соотношения аргинина и лизина
Summary
ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Цель исследования состояла в сравнительном анализе молекулярных характеристик генов и белков пандемических штаммов вируса гриппа А для выявления особенностей вируса пандемии испанского гриппа 1918 г. Что, в отличие от других пандемических штаммов 1957, 1968, 1977 и 2009 гг., гены вируса испанского гриппа содержат оптимальное количество протяженных комплементарных последовательностей, которые позволяют обеспечить сборку наборов его 8 генов по модели специфического их связывания по единственно возможной схеме и вызывать инфекционный процесс минимальным числом вирионов. Третья особенность вируса испанского гриппа заключается в принадлежности его NP гена, в отличие от других пандемических штаммов, к птичьему варианту, характеризующемуся более высоким содержанием аргинина и уменьшением числа лизина и адаптированному к повышенной температуре организма птиц. Полученные данные по особенностям генома вируса испанского гриппа и другим пандемическим штаммам в сочетании с информацией об особенностях их белков могут быть использованы для прогнозирования предпандемических штаммов и выявления траектории возможной пандемической опасности.
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
