ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНОМНОЙ СТРУКТУРЫ СИБИРСКИХ ШТАММОВ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА ЕВРОПЕЙСКОГО СУБТИПА

Статья в Elpub

Вопросы вирусологии. 2018; 63: 29-36

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНОМНОЙ СТРУКТУРЫ СИБИРСКИХ ШТАММОВ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА ЕВРОПЕЙСКОГО СУБТИПА

Дёмина Т. В., Козлова И. В., Ткачёв С. Е., Дорощенко Е. К., Лисак О. В., Савинова Ю. С., Сунцова О. В., Верхозина М. М., Джиоев Ю. П., Парамонов А. И., Киселёв Д. О., Злобин В. И.

https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-1-29-36

Аннотация

Вирус клещевого энцефалита (ВКЭ, TBEV) делится на 3 субтипа: дальневосточный (ВКЭ-ДВС, TBEV-FE), европейский (ВКЭ-Евр, TBEV-Eur) и сибирский (ВКЭ-Сиб, TBEV-Sib). В России их также принято называть соответственно генотипами 1, 2 и 3. Географически ВКЭ-Евр доминирует в Центральной и Северной Европе, но его представители встречаются и восточнее - по южной части лесной зоны внетропической Евразии вплоть до Восточной Сибири и Южной Кореи. Однако штаммы, изолированные за пределами Европы, остаются малоизученными. В предлагаемом исследовании определено 8 и сопоставлено 13 полных геномов сибирских изолятов ВКЭ-Евр. Анализ 152 депонированных в GenBank полногеномных последовательностей ВКЭ показал, что ВКЭ-Евр на территории всего евроазиатского ареала обладает более высокой степенью стабильности кодирующей части генома (3,1% различий) по сравнению с ВКЭ-ДВС (6,6%) и ВКЭ-Сиб (7,8%). При этом максимальные показатели различий отмечаются не между европейскими и сибирскими штаммами, как можно было бы ожидать, а между представителями из Европы. Это штаммы Mandl-2009 из Норвегии и Hypr из Чешской Республики. Исследованные штаммы из Сибири входят в состав компактного генетического кластера из 42 штаммов ВКЭ-Евр и подразделяются на 2 субкластера - западносибирский и восточносибирский варианты. Эти варианты отличаются по сочетаниям аминокислотных замен во всех белках, кроме NS2B. Западносибирский вариант в основном циркулирует на территории Алтая, а ближайшим родственником его представителей является штамм Absettarov из европейской части России. Штаммы, аналогичные восточносибирскому варианту европейского субтипа, зафиксированы на Алтае (штамм 84.2, 2007) и в Беларуси (N256, предположительно 1940).

Список литературы

1. Kunze U. The International Scientific Working Group on Tick-Borne Encephalitis (ISW TBE): Review of 17 years of activity and commitment. Ticks Tick Borne Dis. 2016; 7(3): 399-404.

2. Amato-Gauci A.J., Zeller H. Tick-borne encephalitis joins the diseases under surveillance in the European Union. Euro Surveill. 2012; 17(42): 2-3.

3. King A.M.Q., Adams M.J., Carstens E.B., Lefkowitz E.J. Virus Taxonomy: Classification and Nomenclature of Viruses: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. San Diego: Elsevier Academic Press; 2012.

4. Lvov D.K., Shchelkanov M.Y., Alkhovsky S.V., Deryabin P.G. Zoonotic Viruses of Northern Eurasia. Taxonomy and Ecology. London: Academic Press. Elsevier; 2015.

5. Верхозина М.М., Злобин В.И., Козлова И.В., Дорощенко Е.К., Лисак О.В., Дёмина Т.В. и др. Молекулярная эпидемиология и экология вируса клещевого энцефалита в Восточной Сибири. Новосибирск: СибАК; 2017.

6. Козлова И.В., Дорощенко Е.К., Лисак О.В., Джиоев Ю.П., Верхозина М.М., Дёмина Т.В. и др. Видовое и генетическое разнообразие возбудителей клещевых инфекций на территории Восточной Сибири. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; (2-2): 75-82.

7. Демина Т.В., Джиоев Ю.П., Верхозина М.М, Козлова И.В., Ткачев С.Е., Дорощенко Е.К. и др. Молекулярная эпидемиология вируса клещевого энцефалита: географическая вариабельность, определяемая методом молекулярной гибридизации. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2009; (3): 27-39.

8. Kim S.Y., Yun S.M., Han M.G., Lee I.Y., Lee N.Y., Jeong Y.E. et al. Isolation of tick-borne encephalitis viruses from wild rodents, South Korea. Vector Borne Zoonotic Dis. 2008; 8(1): 7-13

9. Андаев Е.И., Беликов С.И., Кулакова Н.В., Борисова Т.И., Сидорова Е.А. Характеристика штамма вируса клещевого энцефалита сибирского подтипа, изолированного от пациента с прогредиентным течением болезни. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2014; (4): 31-7

10. Adelshin R.V., Melnikova O.V., Karan L.S., Andaev E.I., Balakhonov S.V. Complete Genome Sequences of Four European Subtype Strains of Tick-Borne Encephalitis Virus from Eastern Siberia, Russia. Genome Announc. 2015; 3(3): 00609-15.

11. Kulakova N.V., Andaev E.I., Belikov S.I. Tick-borne encephalitis virus in Eastern Siberia: complete genome characteristics. Arch. Virol. 2012; 157(11): 2253-5.

12. Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol. Biol. Evol. 2013; 30(12): 2725-9.

13. Якименко В.В., Ткачёв С.Е., Макенов М.Т., Малькова М.Г., Любенко А.Ф., Рудакова С.А. и др. О распространении вируса клещевого энцефалита европейского субтипа в западной Сибири и на Алтае. Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2015; (27): 29-35

14. Perera R., Kuhn R.J. Structural proteomics of dengue virus. Curr. Opin. Microbiol. 2008; 11(4): 369-77.

15. Chambers T.J., Nestorowicz A., Amberg S.M., Rice C.M. Mutagenesis of the yellow fever virus NS2B protein: effects on proteolytic processing, NS2B-NS3 complex formation, and viral replication. J. Virol. 1993; 67(11): 6797-807.

16. Kozlovskaya L.I., Osolodkin D.I., Shevtsova A.S., Romanova L.Iu., Rogova Y.V., Dzhivanian T.I. et al. GAG-binding variants of tick-borne encephalitis virus. Virology. 2010; 398(2): 262-72.

17. Козловская Л.И., Осолодкин Д.И., Карганова Г.Г. Анализ молекулярной динамики белков E вариантов ВКЭ на основе разности корреляционных матриц. Труды Института полиомиелита и вирусных энцефалитов имени М.П. Чумакова РАМН. Медицинская вирусология. 2013; 27(2): 42-53

18. Khasnatinov M., Ustanikova K., Frolova T.V., Pogodina V.V., Bochkova N.G., Levina L.S. et al. Non-haemagglutinating flaviviruses: molecular mechanisms of the emergence of new strains via adaptation to European ticks. PLoS ONE. 2009; 4(10): e7295

Problems of Virology. 2018; 63: 29-36

DEFINITION AND COMPARATIVE ANALYSIS OF THE GENOMIC STRUCTURE OF SIBERIAN STRAINS OF TICK-BORNE ENCEPHALITIS VIRUS OF THE EUROPEAN SUBTYPE

Demina T. V., Kozlova I. V., Tkachev S. E., Doroshchenko E. K., Lisak O. V., Savinova Yu. S., Suntsova O. V., Verkhozina M. M., Dzhioev Yu. P., Paramonov A. I., Kiselev D. O., Zlobin V. I.

https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-1-29-36

Abstract

Tick-borne encephalitis virus (TBEV) is classified into three subtypes: Far Eastern (TBEV-FE), European (TBEV-EU) and Siberian (TBEV-SIB). In Russia, these are also called genotypes 1, 2 and 3, respectively. Geographically, TBEV-EU dominates in Central and Northern Europe, but its representatives are also found to the east - along the southern part of the forest zone of extratropical Eurasia - up to Eastern Siberia and South Korea. However, the strains isolated outside Europe remain poorly investigated. In the proposed study, eight full genomes of the Siberian isolates of TBEV-EU were determined and 13 complete genomes were compared. The analysis of 152 full-genome TBEV sequences showed that the TBEV-EU has a higher degree of stability of the genome-coding region in the entire Eurasian area (3.1% of differences) compared to TBEV-FE (6.6%) and TBEV-SIB (7.8%). At the same time, the maximum differences are observed not between European and Siberian strains, as one could expect, but between the representatives from Europe - TBEV strains Mandl-2009 from Norway and Hypr from the Czech Republic. The studied strains from Siberia form the compact genetic cluster of 42 TBEV-EU strains and are divided into two subclusters - West Siberian and East Siberian variants. These variants differ in the combinations of amino acid substitutions in all proteins except NS2B. The West Siberian variant mostly circulates in the territory of Altai, and the closest relative of its representatives is Absettarov strain from the European part of Russia. The strains similar to the East Siberian variant of the European subtype were recorded in the Altai (strain 84.2, 2007) and in Belarus (N256, about 1940).

References

1. Kunze U. The International Scientific Working Group on Tick-Borne Encephalitis (ISW TBE): Review of 17 years of activity and commitment. Ticks Tick Borne Dis. 2016; 7(3): 399-404.

2. Amato-Gauci A.J., Zeller H. Tick-borne encephalitis joins the diseases under surveillance in the European Union. Euro Surveill. 2012; 17(42): 2-3.

4. Lvov D.K., Shchelkanov M.Y., Alkhovsky S.V., Deryabin P.G. Zoonotic Viruses of Northern Eurasia. Taxonomy and Ecology. London: Academic Press. Elsevier; 2015.

5. Verkhozina M.M., Zlobin V.I., Kozlova I.V., Doroshchenko E.K., Lisak O.V., Demina T.V. i dr. Molekulyarnaya epidemiologiya i ekologiya virusa kleshchevogo entsefalita v Vostochnoi Sibiri. Novosibirsk: SibAK; 2017.

6. Kozlova I.V., Doroshchenko E.K., Lisak O.V., Dzhioev Yu.P., Verkhozina M.M., Demina T.V. i dr. Vidovoe i geneticheskoe raznoobrazie vozbuditelei kleshchevykh infektsii na territorii Vostochnoi Sibiri. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2012; (2-2): 75-82.

7. Demina T.V., Dzhioev Yu.P., Verkhozina M.M, Kozlova I.V., Tkachev S.E., Doroshchenko E.K. i dr. Molekulyarnaya epidemiologiya virusa kleshchevogo entsefalita: geograficheskaya variabel'nost', opredelyaemaya metodom molekulyarnoi gibridizatsii. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2009; (3): 27-39.

8. Kim S.Y., Yun S.M., Han M.G., Lee I.Y., Lee N.Y., Jeong Y.E. et al. Isolation of tick-borne encephalitis viruses from wild rodents, South Korea. Vector Borne Zoonotic Dis. 2008; 8(1): 7-13

9. Andaev E.I., Belikov S.I., Kulakova N.V., Borisova T.I., Sidorova E.A. Kharakteristika shtamma virusa kleshchevogo entsefalita sibirskogo podtipa, izolirovannogo ot patsienta s progredientnym techeniem bolezni. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2014; (4): 31-7

11. Kulakova N.V., Andaev E.I., Belikov S.I. Tick-borne encephalitis virus in Eastern Siberia: complete genome characteristics. Arch. Virol. 2012; 157(11): 2253-5.

12. Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol. Biol. Evol. 2013; 30(12): 2725-9.

13. Yakimenko V.V., Tkachev S.E., Makenov M.T., Mal'kova M.G., Lyubenko A.F., Rudakova S.A. i dr. O rasprostranenii virusa kleshchevogo entsefalita evropeiskogo subtipa v zapadnoi Sibiri i na Altae. Dal'nevostochnyi zhurnal infektsionnoi patologii. 2015; (27): 29-35

14. Perera R., Kuhn R.J. Structural proteomics of dengue virus. Curr. Opin. Microbiol. 2008; 11(4): 369-77.

16. Kozlovskaya L.I., Osolodkin D.I., Shevtsova A.S., Romanova L.Iu., Rogova Y.V., Dzhivanian T.I. et al. GAG-binding variants of tick-borne encephalitis virus. Virology. 2010; 398(2): 262-72.

17. Kozlovskaya L.I., Osolodkin D.I., Karganova G.G. Analiz molekulyarnoi dinamiki belkov E variantov VKE na osnove raznosti korrelyatsionnykh matrits. Trudy Instituta poliomielita i virusnykh entsefalitov imeni M.P. Chumakova RAMN. Meditsinskaya virusologiya. 2013; 27(2): 42-53