Введение к работе
Актуальность проблемы
Семейство пикорнавирусов содержит ряд важных патогенов человека и животных, таких как полиовирус, вирус ящура, вирус гепатита А и риновирусы. Пикорнавирусы сыграли важнейшую роль в развитии современной вирусологии и биологии в целом. Пикорнавирусы представляют собой важные модельные объекты, на которых были впервые открыты важные биологические и молекулярные механизмы, впоследствие оказавшиеся широко распространенными у многих организмов. Рекомбинация у РНК-со держащих вирусов была открыта на полиовирусе, представителе вида Human Enterovirus С (HEV-C), семейства Picornaviridae. Позднее выяснилось, что естественная рекомбинация распространена чрезвычайно широко, не только среди пикорнавирусов, но и среди других вирусов. Изучение рекомбинации представляет как фундаментальный, так и практический интерес. Для пикорнавирусов характерна широкая распространенность и высокая частота инфекции, однако клинические проявления заболеваний очень редки. Предполагается, что рекомбинация может играть большую роль в возникновении патогенных вариантов вируса. В последнее время для эпидемиологических исследований предлагается изучать циркуляцию рекомбинантных форм, в дополнение к традиционному серотипированию.
Благодаря высокой частоте рекомбинации, различные участки генома пикорнавирусов имеют независимую филогенетическую историю. Каждый изолят вируса можно рассматривать как срез глобального пула генетической информации, представляющего собой таксономический вид. Таким образом, рекомбинации отводится важная роль в процессах эволюции пикорнавирусов.
В данной работе исследуются закономерности естественной рекомбинации, характерные для родов Hepatovirus, Parechovirus и Kobuvirus, принадлежащих к семейству Picornaviridae, а также роль рекомбинации в эволюции пикорнавирусов.
Цель работы
Исследовать закономерности естественной рекомбинации, характерные для родов Hepatovirus, Parechovirus и Kobuvirus, принадлежащих к семейству Picornaviridae, и выяснить роль рекомбинации в эволюции вирусов данных таксономических групп.
Задачи работы:
Определить филогенетические взаимоотношения между вариантами вируса гепатита А, вируса Айчи и парэховирусов человека, в различных участках генома.
На основании полученных данных, определить участки генома, между которыми рекомбинация встречается наиболее и наименее часто.
Для вируса гепатита А уточнить таксономию с учетом рекомбинации в качестве таксономического критерия.
Выяснить роль рекомбинации в эволюции вирусов указанных таксономических групп.
Научная новизна
Впервые обнаружена рекомбинация внутри структурной области генома парэховирусов, принадлежащих к одному серотипу.
Впервые для вирусов с несегментированным геномом показана географическая специфичность варианта фрагмента генома. Монофилетический вариант фрагмента генома парэховирусов, кодирующий протеазу ЗС, преобладал на протяжении порядка 150 лет у вирусов четырех различных серотипов, циркулировавших на территории Бразилии.
Показано, что рекомбинация у вирусов гепатита А и Айчи, происходит во всех участках генома с приблизительно одинаковой частотой, в отличие от других пикорнавирусов, что соответствует низкой серологической вариабельности, характерной для данных вирусов.
Для вируса гепатита А показана репродуктивная изоляция генотипов. Генотипы вируса удовлетворяют репродуктивному критерию
биологической концепции вида. Созданы предпосылки для пересмотра таксономии рода Hepatovirus.
Практическая значимость работы
Показано, что для генотипирования вируса гепатита А могут быть исследованы последовательности любой области генома.
Для определения рекомбинантных форм в эпидемиологических исследованиях предложено использовать два участка генома парэховирусов, VP1 и ЗС. Для энтеровирусов (и других пикорнавирусов) такое определение рекомбинантных форм также не лишено оснований.
Апробация работы
Материалы диссертации были представлены на международных конференциях в России и зарубежом: International Life Sciences Students' Conference, Nijmegen, The Netherlands, 2010 г; международный научный форум «Ломоносов-2011», Москва, 2011 г; American society for virology ЗО1 Annual Meeting, Minneapolis, Minnesota, USA, 2011 r.
Апробация диссертационной работы состоялась на заседании межлабораторного Ученого совета института полиомиелита и вирусных энцефалитов им М.П. Чумакова 28 октября 2011 года. Публикации
По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы в реферируемых научных журналах.
Структура и объем диссертации
