に発表された最近の研究 微生物ゲノミクス 痘瘡ウイルス (VARV) の分子進化を分析しました。
天然痘の原因病原体である VARV は、人類の歴史において重大な死亡原因となっています。 エドワード・ジェンナーは、1796 年に天然痘の予防接種を開拓し、PI と P-II 系統だけが循環していた 1980 年に、天然痘を根絶するための努力を 20 世紀に強化しました。 VARV は、ポックスウイルス科のオルソポックスウイルス属に属し、人間や哺乳類に感染するウイルスがいくつかあります。
サル痘ウイルスは、天然痘よりも重症度が低く、同様の病気を引き起こします。 スナネズミに感染するタテラポックス ウイルス (TATV) とキャメルポックス ウイルス (CMLV) は、系統発生的に VARV と最も密接に関連しています。 史料によると、天然痘は 3,500 年前にアジアとエジプトに存在していましたが、分子年代測定では VARV のより最近の起源が示唆されました。
古代 VARV (aVARV) のゲノム配列決定により、バイキング時代のウイルス株とそれら (歴史的な VARV [hVARV]) 17/18 世紀の遺物は絶滅しました。 分子年代測定は、ワクチン接種が始まる前に VARV 系統が絶滅したことを示唆しました。 時間依存速度現象 (TDRP) は分子年代測定分析に影響を与え、最近の出来事よりも遠い過去の出来事に大きな影響を与えることが認識されています。
研究について
本研究では、研究者は VARV ゲノムを分析し、TDRP を説明することによってその出現の時間枠を再評価しました。 最新の VARV (mVARV) ゲノム (PI および P-II) は、国立バイオテクノロジー情報センター (NCBI) データベースから取得されました。 古代/歴史的遺物からのものは、公開された作品から収集されました。 研究者たちは、全ゲノムを整列させ、ヌクレオチドの多様性を分析し、Tajima の D を計算しました。
集団構造は、欠落していない情報を有する配列の少なくとも半分を有する位置から選択された、二対立遺伝子の倹約情報サイトのみを考慮して分析された。 チームはまた、各ハプロタイプのペアが異なる遺伝子座の数を推定することにより、独立した組み合わせをテストすることにより、連鎖不平衡 (LD) の強度を評価しました。
最後に、時間推定の系統発生学的再構築が行われました。 具体的には、VARV の分子年代測定は、TDRP を考慮して再評価されました。 この目的のために、最近開発された捕虜 (PoW) モデルが、CMLV および TATV の全ゲノム配列とともに VARV データセットに適用されました。
所見
このデータセットには、48 個の mVARV、2 個の hVARV、4 個の aVARV ゲノム、および物議を醸す日付推定値を持つ 2 個の標本が含まれ、4013 個の倹約情報バリアントが分析されました。 彼らは中程度のレベルの LD を発見しましたが、これはデータセットでは珍しいことであったため、組換えに起因するとは考えにくいものでした。 代わりに、突然変異または不均一な選択圧が原因である可能性が高い.
集団構造分析により、aVARV、PI、および P-II ゲノムとして分離された 3 つの亜集団が明らかになりました。 論争の的となっている 2 つのサンプルは、PI および P-II ゲノムでクラスター化されていました。 逆に、hVARV ゲノムには、すべての祖先配列の寄与がありました。 仮説上の共通祖先からのドリフトが最も低かったのは、aVARV でした。
P-II 系統は、PI と aVARV の間の中間のドリフトを示しました。 VARV の血統は次第に変化し、ヴァイキング時代の祖先は 18 世紀までわずかな割合で存在していました。 PI系統は、P-II系統よりも極端なボトルネックを経験しており、これはヌクレオチド多様性とTajimaのDを計算することによって確認されました.
さらに、研究者はどのaVARVバリアントがhVARV配列に存在するかを分析し、hVARVゲノムでaVARVの祖先の可能性が高い47のバリアントを発見しました。 mVARV および hVARV クレードと PI および P-II クレードの最新の共通祖先 (TMRCA) までの時間は、他の研究グループからの以前の推定値と同様でした。
それにもかかわらず、すべての VARV ゲノムの TMRCA は約 4000 年前であり、VARV は 7,700 年以上前に CMLV/TATV 系統から分岐しました。 CMLV/TATV の分裂は、約 3800 年前に発生しました。 チームは、VARV シーケンスのみを使用して分子年代測定を再分析することにより、TATV および CMLV を含めることによって時間推定値が影響を受けないことを確認し、拡張された系統発生から得られたものと同様の時間推定値を明らかにしました。
結論
要約すると、VARV と CMLV の出現の時間枠、古代エジプトでの天然痘の可能性、およびアレチネズミにおける VARV、TATV、および CMLV の祖先の存在の可能性は、アフリカでの VARV の起源と一致しています。中東。 この研究の限界には、aVARV および mVARV ゲノムの限られた配列、偏った地理的起源、および複雑な通過履歴が含まれます。
全体として、これらの調査結果は VARV の起源と進化に関する新たな洞察を提供し、過去の記録と一致して、以前に推定された時間より約 2,000 年前に VARV が出現したことを示しています。
