Modern methods for studying the phylogeny of viruses (exemplified by Omsk hemorrhagic fever virus)


Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Two modern Bayesian phylogenetic methods, namely «Markov chain Monte Carlo (MCMC) approach» and «the continuous-time Markov Chain process over discrete sampling locations» were used for the reconstruction of temporal and spatial evolution history of Omsk hemorrhagic fever virus (OHFV). The E gene nucleotide sequences were ascertained for the unique collection of 25 OHFV strains from the Omsk Research Institute of Natural Foci Infections. The strains were isolated in Omsk, Novosibirsk and Kurgan oblasts in the years 1947-2007. Six statistically supported genetic clusters of OHFV were identified, five of them joined in a main clade A. First revealed evolutionary event, when ORFV clade A and clade B had divided, dated about 700 years ago. The phylogeographic analysis was unable to identify a single origin of all OHFV isolates; some lineages of OHFV, called clade A and clusters B, C, and E, originated most probably from Omsk, Kurgan, Novosibirsk, and Omsk Provinces, respectively, and diverged from each other about 100-250 years ago. We conclude that OHFV, as a member of the mammalian tick-borne group of flaviviruses, evolved in Western Siberia during last millennium. When a highly susceptible species, Ondatra zibethicus, was introduced in this region in 1930th, OHFV used this species as an amplifying host that lead to numerous fatal epizootics in muskrats and human OHF outbreaks since 1940.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

A. Platonov

Central Research Institute of Epidemiology

Email: platonov@pcr.ru

Massimo Ciccozzi

Istituto Superiore di Sanit

Email: massimo.ciccozzi@iss.it
researcher, Dept. of Infectious, Parasitic and Immunomediated Diseases

L. Karan

Central Research Institute of Epidemiology

Email: karan@pcr.ru

V. Yakimenko

Omsk Research Institute of Natural Foci Infection

Email: yakimenko@oniipi.org

Alessandra Lo Presti

Istituto Superiore di Sanit

Email: alessandra.lopresti@guest.iss.it
researcher, Dept. of Infectious, Parasitic and Immunomediated Diseases

Giovanni Rezza

Istituto Superiore di Sanit

Email: giovanni.rezza@iss.it
professor, director of Dept. of Infectious, Parasitic and Immunomediated Diseases

Bibliografia

  1. Лукашов В.В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ. М.: БИНОМ, 2009. 256 с.
  2. Sleator R.D. A beginner’s guide to phylogenetics. Microb. Ecol. 2013; 66(1): 1-4.
  3. Lam T.T., Hon C.C., Tang J.W. Use of phylogenetics in the molecular epidemiology and evolutionary studies of viral infections. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2010; 47(1): 5-49.
  4. Yang Z., Rannala B. Molecular phylogenetics: principles and practice. Nat. Rev. Genet. 2012; 13(5): 303-314.
  5. Ling C., Hamada T., Bai J. et al. MrBayes tgMC(3): a tight GPU implementation of MrBayes. PLoS One 2013; 8(4): e60667.
  6. Norstrom M.M., Prosperi M.C., Gray R.R. et al. PhyloTempo: a set of R scripts for assessing and visualizing temporal clustering in genealogies inferred from serially sampled viral sequences. Evol. Bioinform. Online 2012; 8: 261-269.
  7. Norstrom M.M., Karlsson A.C., Salemi M. Towards a new paradigm linking virus molecular evolution and pathogenesis: experimental design and phylodynamic inference. New Microbiol. 2012; 35(2): 101-111.
  8. Volz E.M., Koelle K., Bedford T. Viral phylodynamics. PLoS Comput. Biol. 2013; 9(3): e1002947.
  9. Faria N.R., Suchard M.A., Rambaut A., Lemey P. Toward a quantitative understanding of viral phylogeography. Curr. Opin. Virol. 2011; 1(5): 423-429.
  10. Gray R.R., Salemi M. Integrative molecular phylogeography in the context of infectious diseases on the human-animal interface. Parasitology 2012; 139(14): 1939-1951.
  11. Viboud C., Nelson M.I., Tan Y., Holmes E.C. Contrasting the epidemiological and evolutionary dynamics of influenza spatial transmission. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2013; 368(1614): 20120199.
  12. Ciccozzi M., Peletto S., Cella E. et al. Epidemiological history and phylogeography of West Nile virus lineage 2. Infect. Genet. Evol. 2013; 17: 46-50.
  13. Яцышина С.Б., Миненко А.Н., Прадед М.Н., Волошина П.В., Трушакова С.В., Браславская С.И. и др. Диагностика гриппа: новый вариант A/H1N1 в России. Эпидемиол. инфекц. бол. 2009; (6): 56-62.
  14. Яцышина С.Б., Шестопалов А.М., Евсеенко В.А., Астахова Т.С., Браславская С.И., Терновой В.А. и др. Изоляция и молекулярная характеристика вирусов гриппа A/H5N1, выделенных во время вспышек гриппа у птиц в 2005 г. в европейской части России: выделение штамма вируса с мутацией устойчивости к озельтамивиру. Молек. ген. микробиол. вирусол. 2008; (1): 26-34.
  15. Garanina S.B., Platonov A.E., Zhuravlev V.I., Murashkina A.N., Yakimenko V.V., Korneev A.G., Shipulin G.A. Genetic diversity and geographic distribution of hantaviruses in Russia. Zoonoses Public Health 2009; 56(5-6): 297-309.
  16. Куличенко А.Н., Малецкая О.В., Василенко Н.Ф., Бейер А.П., Санникова И.В., Пасечников В.Д. и др. Крымская геморрагическая лихорадка в Евразии в XXI веке: эпидемиологические аспекты. Эпидемиол. и инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2012; (3): 42-53.
  17. Карань Л.С., Погодина В.В., Фролова Т.В., Платонов А.Е. Генетические различия восточно-европейской и азиатской популяций вируса клещевого энцефалита сибирского подтипа. Бюл. сибирской медицины 2006; 5 (приложение 1): 24-27.
  18. Шопенская Т.А., Федорова М.В., Карань Л.С., Фролов А.Ю., Маленко Г.В., Левина Л.С. и др. Новый вариант вируса Западного Нила и его потенциальное эпизоотическое и эпидемиологическое значение. Эпидемиол. и инфекц. бол. 2008; (5): 38-44.
  19. Платонов А.Е., Карань Л.С., Шопенская Т.А., Федорова М.В., Колясникова Н.М., Русакова Н.М. и др. Генотипирование штаммов вируса Западного Нила, циркулирующих на юге России, как метод эпидемиологического расследования: принципы и результаты. Журн. микробиол. 2011; (2): 29-37.
  20. Смирнова С.Е., Карань Л.С., Колясникова Н.М, Рыбкин В.С., Платонов А.Е. Распространение вируса Баткен/Дхори в эндемичной по крымской-конго геморрагической лихорадке Астраханской области РФ. Эпидемиол. и инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2011; (1): 12-19.
  21. Харитонова Н.Н., Леонов Ю.А. Омская геморрагическая лихорадка (экология возбудителя, эпизоотология). Новосибирск: Наука, 1978. 222 с.
  22. Ruzek D., Yakimenko V.V., Karan L.S. et al. Omsk haemorrhagic fever. Lancet 2010; 376(9758): 2104-2113.
  23. Grard G., Moureau G., Charrel R.N. et al. Genetic characterization of tick-borne flaviviruses: new insights into evolution, pathogenetic determinants and taxonomy. Virology 2007; 361(1): 80-92.
  24. Kuno G., Chang G.J., Tsuchiya K.R. et al. Phylogeny of the genus Flavivirus. J. Virol. 1998; 72(1): 73-83.
  25. Карань Л.С., Якименко В.В., Платонов А.Е. Тялина Ю.Ю., Обухов И.Л., Шипулин Г.А. Изучение генетического родства штаммов вируса Омской геморрагической лихорадки (ОГЛ). В сб.: Проблемы инфекционной патологии в регионах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. Новосибирск: ЦЭРИС, 2002; 122-123.
  26. Karan L.S., Yakimenko V.V., Platonov A.E., Matushenko A.A., Shipulin G.A. Phylogeny of Omsk hemorrhagic fever virus. Abstracts of 4th International Conferences on Emerging Zoonoses. Ames, USA: 2003; 94.
  27. Posada D., Buckley T.R. Model selection and model averaging in phylogenetics: advantages of Akaike information criterion and Bayesian approaches over likelihood ratio tests. Syst. Biol. 2004; 53(5): 793-808.
  28. Strimmer K., von Haeseler A. Likelihood-mapping: a simple method to visualize phylogenetic content of a sequence alignment. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997; 94(13): 6815-6819.
  29. Drummond A. J., Rambaut A. BEAST: Bayesian evolutionary analysis by sampling trees. BMC Evol. Biol. 2007; 7: 214.
  30. Kass R., Raftey A. Bayes factors. J. Am. Stat. Assoc. 1995; 90: 773-795.
  31. Dodd K.A., Bird B.H., Khristova M. et al. Ancient ancestry of KFDV and AHFV revealed by complete genome analyses of viruses isolated from ticks and mammalian hosts. PLoS Negl. Trop. Dis. 2011; 5(10): e1352.
  32. Heinze D.M., Gould E.A., Forrester N.L. Revisiting the clinal concept of evolution and dispersal for the tick-borne flaviviruses using phylogenetic and biogeographic analyses. J. Virol. 2012; 86(16): 8663-8671.
  33. Uzcategui N.Y., Sironen T., Golovljova I. et al. Rate of evolution and molecular epidemiology of tick-borne encephalitis virus in Europe, including two isolations from the same focus 44 years apart. J. Gen. Virol. 2012; 93(4): 786-796.
  34. Фолитарек С.С. Эффект столкновения незнакомцев Alien conflictus в эпизоотологии ондатры Западной Сибири. В кн.: Черепанова А.И., ред. Перелетные птицы и их роль в распространении арбовирусов. Новосибирск: Наука, 1969; 128-130.
  35. Kovalev S.Y., Chernykh D.N., Kokorev V.S., Snitkovskaya T.E., Romanenko V.V. Origin and distribution of tick-borne encephalitis virus strains of the Siberian subtype in the Middle Urals, the north-west of Russia and the Baltic countries. J. Gen. Virol. 2009; 90 (12): 2884-2892.
  36. Kovalev S.Y., Kokorev V.S., Belyaeva I.V. Distribution of Far-Eastern tick-borne encephalitis virus subtype strains in the former Soviet Union. J. Gen. Virol. 2010; 91(12): 2941-2946.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies