Научная статья на тему 'ПОЛНОГЕНОМНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ШТАММА ВИРУСА БЕШЕНСТВА "MOSCOW 3253", АДАПТИРОВАННОГО К ПЕРЕВИВАЕМОЙ ЛИНИИ КЛЕТОК VERO'

ПОЛНОГЕНОМНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ШТАММА ВИРУСА БЕШЕНСТВА "MOSCOW 3253", АДАПТИРОВАННОГО К ПЕРЕВИВАЕМОЙ ЛИНИИ КЛЕТОК VERO Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
102
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
RABIES VIRUS / WHOLE GENOME SEQUENCING / MOLECULAR GENETIC ANALYSIS / ANTI-RABIES IMMUNOGLOBULIN / ВИРУС БЕШЕНСТВА / ПОЛНОГЕНОМНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ КДНК / МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / АНТИРАБИЧЕСКИЙ ИММУНОГЛОБУЛИН

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Краснов Я.М., Альхова Ж.В., Генералов С.В., Тучков И.В., Нарышкина Е.А.

Цель исследования. Молекулярно-генетический анализ генома производственного штамма вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного к клеточной линии Vero. Материал и методы. Выделенную кДНК специфически обогащали нуклеотидной последовательностью всего генома исследуемого вируса с помощью амплификации. Полногеномное секвенирование проводили на платформе «Ion PGM» и дополнительно с использованием генетического анализатора АВ 3500xl. Выравнивание и сборку секвенированных последовательностей в полный геном и дальнейший анализ осуществляли с помощью программы DNASTAR Lasergene 11.2 и MEGA 7. Филогенетический анализ проведен с использованием 479 геномов вируса бешенства, представленных в базе данных NCBI GenBank. Для построения дендрограммы применяли пакет программ BioNumerics 7.6. Результаты. Нуклеотидная последовательность генома вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» депонирована в NCBI GenBank под номером MF630920. Геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» в сравнении с его исходным вариантом имеет 1069 единичных мутаций. Установлена его филогенетическая близость к разнообразным вакцинным вариантам генома вируса бешенства представленных в базе данных NBCI GenBank, которые также адаптированы к клеточной культуре Vero или ВНК. Выявлено сильное влияние клеточной культуры Vero как среды репродукции вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» на приобретение его геномом большого числа единичных мутаций. Заключение. Как отмечалось в ранее опубликованной работе, физико-химические и биологические свойства антирабического иммуноглобулина (АИГ), полученного по технологии с использованием штамма вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)», удовлетворяют требованиям нормативной документации на АИГ. Таким образом, использование вируса бешенства, адаптированного к клеточной линии Vero, для получения вакцины против бешенства имеет перспективу.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Краснов Я.М., Альхова Ж.В., Генералов С.В., Тучков И.В., Нарышкина Е.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

WHOLE GENOME SEQUENCING AND PHYLOGENETIC ANALYSIS OF THE RABIES VIRUS STRAIN "MOSCOW 3253", ADAPTED ON VERO CELL LINE

Molecular genetic analysis of the rabies virus strain «Moscow 3253» genome adapted to Vero cells. Materials and methods. The isolated cDNA was specifically enriched with the nucleotide sequence of the target virus genome using amplification. Whole genome sequencing was performed on the Ion PGM platform and additionally using the AB 3500xl genetic analyzer. Alignment and assembly of sequences into a complete genome and further analysis were performed using DNASTAR Lasergene 11.2 and MEGA 7. Phylogenetic analysis was carried out using 479 rabies virus genomes presented in the NCBI GenBank database. The dendrogram was constructed using the BioNumerics 7.6 software package. Results. The genome of the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)» has been deposited into NCBI GenBank (accession MF630920). The genome of the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)», as compared to its original variant, has 1069 single mutations. Its phylogenetic closeness to various vaccine variants of the rabies virus genome presented in the NBCI GenBank database, which are also adapted to the Vero or BHK cells culture, has been established. A strong influence of the Vero cell culture as a reproduction medium for the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)» on the acquisition of a large number of single mutations by its genome has been revealed. Conclusion. As stated in a previously published work, the physicochemical and biological properties of rabies immunoglobulin (RIG), obtained by the technology using the rabies virus strain “Moscow 3253 (Vero)”, meet the requirements of the regulatory documentation for RIG. Thus, the use of the rabies virus adapted to the Vero cells for the production of a rabies vaccine is promising.

Текст научной работы на тему «ПОЛНОГЕНОМНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ШТАММА ВИРУСА БЕШЕНСТВА "MOSCOW 3253", АДАПТИРОВАННОГО К ПЕРЕВИВАЕМОЙ ЛИНИИ КЛЕТОК VERO»

https://doi.org/10.17116/molgen202038041196

Полногеномное секвенирование и филогенетический анализ штамма вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного к перевиваемой линии клеток Vero

© Я.М. КРАСНОВ, Ж.В. АЛЬХОВА, С.В. ГЕНЕРАЛОВ, И.В. ТУЧКОВ, Е.А. НАРЫШКИНА, Н.А. ШАРАПОВА, Е.Г. АБРАМОВА, А.К. НИКИФОРОВ

ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Роспотребнадзора, Саратов, Россия РЕЗЮМЕ

Цель исследования. Молекулярно-генетический анализ генома производственного штамма вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного к клеточной линии Vero.

Материал и методы. Выделенную кДНК специфически обогащали нуклеотидной последовательностью всего генома исследуемого вируса с помощью амплификации. Полногеномное секвенирование проводили на платформе «Ion PGM» и дополнительно с использованием генетического анализатора АВ 3500xl. Выравнивание и сборку секвенированных последовательностей в полный геном и дальнейший анализ осуществляли с помощью программы DNASTAR Lasergene 11.2 и MEGA 7. Филогенетический анализ проведен с использованием 479 геномов вируса бешенства, представленных в базе данных NCBI GenBank. Для построения дендрограммы применяли пакет программ BioNumerics 7.6.

Результаты. Нуклеотидная последовательность генома вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» депонирована в NCBI GenBank под номером MF630920. Геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» в сравнении с его исходным вариантом имеет 1069 единичных мутаций. Установлена его филогенетическая близость к разнообразным вакцинным вариантам генома вируса бешенства представленных в базе данных NBCI GenBank, которые также адаптированы к клеточной культуре Vero или ВНК. Выявлено сильное влияние клеточной культуры Vero как среды репродукции вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» на приобретение его геномом большого числа единичных мутаций.

Заключение. Как отмечалось в ранее опубликованной работе, физико-химические и биологические свойства антирабичес-кого иммуноглобулина (АИГ), полученного по технологии с использованием штамма вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)», удовлетворяют требованиям нормативной документации на АИГ. Таким образом, использование вируса бешенства, адаптированного к клеточной линии Vero, для получения вакцины против бешенства имеет перспективу.

Ключевые слова: вирус бешенства, полногеномное секвенирование кДНК, молекулярно-генетический анализ, антираби-ческий иммуноглобулин.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ:

Краснов Я.М. — https://orcid.org/0000-0002-4909-2394; e-mail: rusrapi@microbe.ru

Альхова Ж.В. — https://orcid.org/0000-0001-7681-5773

Генералов С.В. — https://orcid.org/0000-0003-1461-5383

Тучков И.В. — https://orcid.org/0000-0003-0712-8659

Нарышкина Е.А. — https://orcid.org/0000-0002-9190-099X

Шарапова Н.А. — https://orcid.org/0000-0002-5289-7783

Абрамова Е.Г. — https://orcid.org/0000-0002-8798-1547

Никифоров А.К. — e-mail: rusrapi@microbe.ru

Автор, ответственный за переписку: Краснов Я.М. — e-mail: rusrapi@microbe.ru КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Краснов Я.М., Альхова Ж.В., Генералов С.В., Тучков И.В., Нарышкина Е.А., Шарапова Н.А., Абрамова Е.Г., Никифоров А.К. Полногеномное секвенирование и филогенетический анализ штамма вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного к перевиваемой линии клеток Vero. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2020;38(4):196—202. https://doi.org/10.17116/ molgen202038041196

Whole genome sequencing and phylogenetic analysis of the rabies virus strain «Moscow 3253», adapted on Vero cell line

© YA.M. KRASNOV, ZH.V. ALKHOVA, S.V. GENERALOV, I.V. TUCHKOV, E.A. NARYSHKINA, N.A. SHARAPOVA, E.G. ABRAMOVA, A.K. NIKIFOROV

Russian Research Anti-Plague Institute Microbe, Saratov, Russia ABSTRACT

Molecular genetic analysis of the rabies virus strain «Moscow 3253» genome adapted to Vero cells.

Materials and methods. The isolated cDNA was specifically enriched with the nucleotide sequence of the target virus genome using amplification. Whole genome sequencing was performed on the Ion PGM platform and additionally using the AB 3500xl genetic analyzer. Alignment and assembly of sequences into a complete genome and further analysis were performed using DNASTAR Lasergene 11.2 and MEGA 7. Phylogenetic analysis was carried out using 479 rabies virus genomes presented in the NCBI GenBank database. The dendrogram was constructed using the BioNumerics 7.6 software package.

Results. The genome of the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)» has been deposited into NCBI GenBank (accession MF630920). The genome of the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)», as compared to its original variant, has 1069 single mutations. Its phylo-genetic closeness to various vaccine variants of the rabies virus genome presented in the NBCI GenBank database, which are also adapted to the Vero or BHK cells culture, has been established. A strong influence of the Vero cell culture as a reproduction medium for the rabies virus «Moscow 3253 (Vero)» on the acquisition of a large number of single mutations by its genome has been revealed.

Conclusion. As stated in a previously published work, the physicochemical and biological properties of rabies immunoglobulin (RIG), obtained by the technology using the rabies virus strain "Moscow 3253 (Vero)", meet the requirements of the regulatory documentation for RIG. Thus, the use of the rabies virus adapted to the Vero cells for the production of a rabies vaccine is promising.

Keywords: rabies virus, whole genome sequencing, molecular genetic analysis, anti-rabies immunoglobulin. INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:

Krasnov Ya.M. — https://orcid.org/0000-0002-4909-2394; e-mail: rusrapi@microbe.ru

Alkhova Zh.V. — https://orcid.org/0000-0001-7681-5773

Generalov S.V. — https://orcid.org/0000-0003-1461-5383

Tuchkov I.V. — https://orcid.org/0000-0003-0712-8659

Naryshkina E.A. — https://orcid.org/0000-0002-9190-099X

Sharapova N.A. — https://orcid.org/0000-0002-5289-7783

Abramova E.G. — https://orcid.org/0000-0002-8798-1547

Nikiforov A.K. — e-mail: rusrapi@microbe.ru

Corresponding author: Krasnov Ya.M. — e-mail: rusrapi@microbe.ru

TO CITE THIS ARTICLE:

Krasnov YaM, Alkhova ZhV, Generalov SV, Tuchkov IV, Naryshkina EA, Sharapova NA, Abramova EG, Nikiforov AK. Whole genome sequencing and phylogenetic analysis of the rabies virus strain «Moscow 3253», adapted on Vero cell line. Molekulyamaya Genetika, Mikrobiologiya i Virusologiya (Molecular Genetics, Microbiology and Virology). 2020;38(4):196-202. (In Russ.). https://doi.org/10.17116/ molgen202038041196

Вирус бешенства способен вызвать у человека и животных остропротекающую болезнь, характеризующуюся поражением центральной нервной системы с развитием полиэнцефаломиелита и летального исхода. В Российской Федерации, по данным Федерального центра гигиены и эпидемиологии Роспо-требнадзора, ежегодно за антирабической помощью обращаются около полумиллиона человек, больше половины из них получают специфическое антира-бическое лечение. В большинстве случаев заражение человека происходит при укусе больного животного либо ослюнении больным животным. Для предупреждения развития инфекции при укусах опасной локализации пациенту назначают антирабический иммуноглобулин (АИГ) в комбинации с антирабической вакциной [1]. Единственным производителем АИГ на территории Российской Федерации является ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора.

При производстве гетерологичного АИГ в качестве материала для иммунизации продуцентов ан-тирабической сыворотки используют фиксированный вирус бешенства производственного штамма «Москва 3253», репродукцию которого осуществляют на кроликах при внутримозговых пассажах [1, 2]. С целью усовершенствования технологии производства гетерологичного АИГ для репродукции указанного штамма вируса бешенства и получения материала для иммунизации продуцентов предложено использование клеточной культуры Vero [3, 4]. Выбор субстрата для репродукции вируса — клеточной линии Vero — обусловлен ее безопасностью, от-

сутствием онкогенных свойств, а также преимуществами перевиваемых клеточных линий: высокой потенцией роста клеток, стандартностью биологических свойств, возможностью крупномасштабного культивирования в ферментерах большого объема [5]. Для адаптации производственного штамма вируса бешенства штамма «Москва 3253» к репродукции в культуре клеток Vero нами проведено более 180 пассажей. В результате вирус приобрел способность накапливаться в культуральной жидкости в достаточном количестве, чтобы ее использовать для иммунизации продуцентов антирабической сыворотки и получения специфически активного препарата, предназначенного для создания пассивного иммунитета [3]. Выделенный из сыворотки лошадей, иммунизированных культуральным рабическим антигеном, специфический иммуноглобулин был изучен по основным биологическим и физико-химическим параметрам. Результаты проведенных исследований доказывают возможность использования культурального рабического антигена в производстве АИГ, так как последний по своим свойствам и уровню специфической активности удовлетворяет требованиям нормативной документации [3]. Однако вопрос использования штамма «Moscow 3253», адаптированного к репродукции на клеточной культуре Vero, при производстве АИГ требует выполнения ряда исследований, в том числе по изучению трансформации его генома. В данной работе мы впервые представляем данные о полном геноме вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного

к клеточной линии Vero, и проводим его сравнительный анализ с геномом исходного производственного штамма вируса бешенства «Москва 3253». Результаты анализа показывают, что в процессе адаптации к клеточной линии Vero геном вируса бешенства «Moscow 3253» приобрел более 1 тыс. единичных мутаций, несколько сотен из которых характерны для многих других геномов вируса бешенства, также адаптированных к данной культуре клеток и образующих на филогенетическом дереве компактный кластер. Проведенный нами анализ состава линейных эпитопов антигенных сайтов связывания белка G в геноме вируса бешенства «Moscow 3253» после его адаптации к клеткам Vero показал появление у данного белка мутаций в аминокислотной последовательности антигенных сайтов I (L231P) и II (G40E).

Цель исследования — биоинформационный анализ генома вируса бешенства «Moscow 3253», адаптированного к клеточной линии Vero.

Материал и методы

Культивирование и выделение РНК

Производственный штамм вируса бешенства «Москва 3253» (номер депозита 61/91, пассаж 3) получен из ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», а затем адаптирован к репродукции на клеточной линии Vero (далее — Moscow 3253 (Vero), прошедшего 186 пассажей) в ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб». Культивирование вируса осуществляли на среде 199 с добавлением 5% сыворотки крупного рогатого скота (КРС). Вирус вносили в клеточную суспензию в инфицирующей дозе 0,1—1,0 ИД50/клетку (ИД50 — доза, при введении которой инфицируется 50% экспериментальных особей). Культивирование вируса осуществляли в течение 4—5 сут в СО2-инкубаторе (Sanyo, Япония) при 37 °C. Культуральную вируссодержащую жидкость собирали в пробирки, центрифугировали с целью осаждения клеточного дебриса и инактивирова-ли при 56 °C в течение 30 мин.

Подготовка пробы и секвенирование

Реакцию обратной транскрипции для получения кДНК проводили с использованием набора реагентов «RevertAid First strand cDNA Synthesis Kit» (Fermentas, Латвия). Для специфического обогащения полученных фрагментов кДНК нуклеотидной последовательностью исследуемого вируса были использованы 16 пар праймеров [6]. Реакцию амплификации проводили в термоциклере БИС (М111-05, ООО «БИС-Новосибирск») по программе: 96 °C — 3 мин (1 цикл); 96 °C — 1 мин, 50 °C — 1 мин, 72 °C —

1,5 мин (40 циклов); 72 °C — 3 мин (1 цикл); 10 °C — температура хранения.

Полногеномное секвенирование проводили на платформе «Ion PGM» (Ion Torrent, США) с использованием стандартных протоколов пробопод-готовки и программного обеспечения. Библиотеку фрагментов геномной ДНК для секвенирования получали при помощи Ion Xpress™ Plus Fragment Library Kit (Thermo Fisher Scientific, США). Эмульсионную ПЦР проводили, используя набор реактивов Ion PGM™ Hi-Q™ View OT2 Kit (Thermo Fisher Scientific, США). Для проведения секвенирования использовали Ion PGM Hi-Q View Sequencing Kit и ми-крочип Ion 318™ Chip v2 BC. Первичная обработка данных проведена на программном обеспечении Ion Torrent Suite 5.2 (Thermo Fisher Scientific, США). Для уточнения данных все 16 перекрывающихся областей генома были секвенированы дополнительно (за исключением локуса 4 [6], он определен частично) с использованием генетического анализатора АВ 3500xl (Thermo Fisher Scientific, США). Пробо-подготовку осуществляли по протоколу с набором BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Thermo Fisher Scientific, США), для очистки продуктов реакции использовали BigDye XTerminator Purification Kit (Thermo Fisher Scientific, США). Секвенирование фрагментов проводили с использованием полимера РОР7 (POP-7™ Polymer for 3500/3500xL Genetic Analyzers), анодного (Anode buffer container) и катодного буфера (Cathode buffer container), а также капилляров длиной 50 см (Capillary array 24-cap 50 cm). Сбор данных осуществляли с помощью программного обеспечения Data Collection Software 3.1 (Thermo Fisher Scientific, США).

Обработка данных и биоинформационный анализ

Выравнивание и сборку секвенированных на платформе «Ion PGM» последовательностей в полный геном осуществляли с помощью программы DNASTAR Lasergene 11.2 (DNASTAR, Inc., США) и MEGA 7 (https://www.megasoftware.net). В качестве референс-генома в биоинформационном анализе использовали нуклеотидную последовательность производственного штамма вируса бешенства «Москва 3253» (KM198893). Анализ данных полученных на генетическом анализаторе АВ 3500xl проводили с использованием программного обеспечения Sequencing Analysis 6.0 (Thermo Fisher Scientific, США и MEGA 7.

Сравнительный анализ состава линейных эпито-пов антигенных сайтов связывания белка G в геноме вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» проводили в программе MEGA 7.

Для проведения сравнительного филогенетического анализа нуклеотидной последовательности генома штамма «Moscow 3253 (Vero)» было отобрано

Рис. 1. Положение генома штамма «Moscow 3253 (Vero)» и «Москва 3253» на филогенетическом дереве, состоящем из 480 геномов вируса бешенства (Rabiesvirus).

Штамм «Moscow 3253 (Vero)» входит в состав кластера 1, состоящего из 139 близких по подобию геномов вакцинных штаммов вируса бешенства. Штамм «Москва 3253» входит в состав кластера 3. Для всех кластеров состав входящих в них геномов представлен в приложении (для кластеров 2—7 пронумерованы их отдельные ветви, состав каждой из которых дан в приложении).

479 геномов вируса бешенства, представленных в базе данных NCBI GenBank (рис. 1).

Отбор геномов вируса бешенства для анализа проводили по следующим критериям: наличие не менее 90% от величины полного генома, составляющего около 11 930 нуклеотидов; идентичность выбранных последовательностей составляла не менее 90% относительно генома вируса бешенства «Москва 3253» (KM198893). Для выравнивания последовательностей геномов и построения дендрограм-мы (алгоритм maximum parsimony) применяли пакет программ BioNumerics 7.6 (Applied Maths, Бельгия).

Результаты и обсуждение

Секвенированиеи сравнительный анализ

Секвенированная нуклеотидная последовательность генома вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» депонирована в NCBI GenBank под номером MF630920. Общий размер полученного генома со-

ставил 11 893 нуклеотида (около 39 последних нуклеотидов не были определены). При анализе полученных данных установлено, что на всей протяженности исследуемого генома вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» в сравнении с его исходным вариантом имеется 1069 единичных мутаций. Количество несинонимичных единичных нуклеотидных замен составило 207, синонимичных — 686, 176 единичных мутаций располагаются в межгенных областях и некодирующих участках генома, а также есть вставка единичного нуклеотида (+ «А», после 3192 н) в полиадениновом фрагменте между генами, кодирующими матричный протеин (M) и гли-копротеин (G).

Согласно данным литературы [7], геном вируса бешенства представлен несегментированной одно-цепочечной негативно-спиральной РНК, в которой расположены гены (3'-N-P-M-G-L-5'), кодирующие 5 структурных белков. Обратная транскриптаза (L), нуклеопротеин (N) и фосфопротеин (Р) вместе с РНК образуют активный РНК-комплекс, который контролирует как транскрипцию, так и репликацию;

Таблица 1. Различия в кодирующих частях генов вирусов бешенства «Москва 3253» и «Moscow 3253 (Vero)»

„ Размер кодирующей части гена, Общее число единичных нуклеотидных Процентная доля замененных

Название гена , , , ,

нуклеотидов/аминокислот замен (несиноним./синоним.) аминокислот

"Ñ 1353/451 101 (14/87) 3,1

G 1575/525 143(47/96) 8,95

P 894/298 94(32/62) 10,74

M 639/213 51 (21/30) 9,86

L_6384/2128_504 (93/411)_4,37_

Таблица 2. Сравнение аминокислотных последовательностей антигенных сайтов связывания белка G в геномах вирусов бешенства «Moscow 3253 (Vero)» и «Москва 3253»

Штамм Антигенный сайт I* (226—231), L231P Антигенный сайт II (34—42, 198—200), G40E Антигенный сайт III (330— 338, 342—343)

Moscow 3253 (Vero) (MF630920) Moscow 3253 (KM1988931) KLCGVP KLCGVL GCTNLSEFS, KRA GCTNLSGFS, KRA KSVRTWNEI, KG KSVRTWNEI, KG

Примечание. * — аминокислотные последовательности антигенных сайтов белка G указаны согласно данным в статье J. Evans и соавт. [14].

гликопротеин и матричный протеин (G и M) входят в состав полипептидной оболочки. [8].

В табл. 1 представлены различия в кодирующих частях генов штаммов «Москва 3253» и «Moscow 3253 (Vero)».

Весь геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» в ходе адаптации к культуре клеток приобрел множество единичных нуклеотидных замен. Аминокислотная последовательность белка нуклео-протеина N оказалась самым консервативным регионом из всех представленных белков вируса бешенства. Максимальным изменениям подверглись гены P, M и G. Белок фосфопротеина P играет ключевую роль в транскрипции и репликации вирусного генома и способен ингибировать выработку внутриклеточного интерферона [9—11]. Белок гликопротеина G отвечает за взаимодействие с клеточными сайтами связывания (рецепторами) [12], а белок матричного протеина M взаимодействует с цитоплазматическим доменом белка G и рибонуклеопротеином при сборке вириона вируса бешенства [13].

Антигенные сайты связывания белка G

Проведенный нами анализ состава линейных эпитопов антигенных сайтов связывания белка G в геноме вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» показал появление у данного белка мутаций в аминокислотной последовательности антигенных сайтов I (L231P) и II (G40E), относительно структуры белка G исходного штамма «Москва 3253» (табл. 2).

По данным проведенных ранее исследований, физико-химические и биологические свойства АИГ, полученного по технологии с использованием штамма вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)», удовлетворяют требованиям нормативной документации на АИГ из сыворотки крови лошади [3]. В этой связи мы предполагаем, что выявленные мутации в ами-

нокислотной последовательности антигенных сайтов I и II белка G в геноме вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» не оказывают существенного влияния на иммунный ответ и накопление специфических антител в крови лошадей.

Филогенетический анализ

Филогенетический анализ показал, что геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» после адаптации к клеточной линии Vero отличался на 9% относительно генома исходного производственного штамма «Москва 3253», что привело к сильному удалению штамма «Moscow 3253 (Vero)» от штамма «Москва 3253» на филогенетическом дереве (см. рис. 1, кластер 1 и кластер 3, соответственно).

Перечень геномов вирусов бешенства (Accession Number и название штаммов), образующих каждый из кластеров и их отдельные ветви на рис. 1, представлен в приложении (supplements) к статье (приложение будет прикреплено к PDF статьи в электронном варианте).

Геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» имеет максимальную гомологию (99,3%) с геномами следующих штаммов вируса бешенства, представленных в NCBI GenBank: sadERAtueb_1_var01, sadERAtueb_4_var01, ERAVC, ERA и ERA (LN713630, LN713633, FJ913470, EF206707 и AB781935), которые отличаются от него на 80—84 единичные нуклеотид-ные замены — SNP (Single nucleotide polymorphism). Следует отметить, что вся ветвь филогенетического дерева, на которой расположен геном вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» и еще 138 близких друг другу геномов этого вируса, представлена штаммами, полученными также путем их адаптации к культуре клеток линии Vero или ВНК (см. рис. 1, кластер 1; рис. 2). Все геноварианты вируса бешенства в кластере 1 (см. рис. 1) генетически близки друг другу. Различия в геноме среди штаммов указанно-

Рис. 2. Отдельное представление кластера 1 из филогенетического дерева на рис. 1.

Показано положение штамма «Moscow 3253 (Vero)» относительно других штаммов вируса бешенства, адаптированных к культуре клеток линии Vero и ВНК, которые составляют весь кластер 1. В границах обрисовки под цифрой 1 располагаются наиболее филогенетически близкие к геному штамма «Moscow 3253 (Vero)» геномы штаммов — sadERAtueb_1_var01, sadERAtueb_4_var01, ERAVC, ERA, ERA. В границах обрисовки под цифрой 2 располагается группа из 5 вариантов штаммов sadWistar... и единичные штаммы SAD13670_var_1, SAD13670_var_2. В границах обрисовки под цифрой 3 располагаются группы штаммов с общим началом в названиях: SAD Bernoriginal var..., sadB19p1..., sadBatch744..., sadBatch793..., sadBatch806..., sadBernO..., sadLysvulpen0609..., sag2BatchF04..., sadP588..., sadB19Behr..., а так же штаммы: SAD Bern (Lysvulpen), SAD Bern (Sanafox), SAD B19-4th, SRV9, SAD P5/88 (Rabifox), SAD VA1 (original), SAG_2.

го кластера не превышают 2%, при этом все принадлежащие этому кластеру геномы имеют не менее 400 общих единичных нуклеотидных замен, характерных только для штаммов данного кластера, отличающих их от всей остальной выборки штаммов вируса бешенства. Данное обстоятельство дает основание полагать, что наличие большого количества идентичных единичных мутаций у геномов вируса бешенства из рассматриваемого кластера (см. рис. 2 и рис. 1, кластер 1) является результатом адаптации репродукции вируса к подобной среде (линии культуры клеток).

Геном исходного производственного штамма «Москва 3253» оказался филогенетически близок только одному геному вируса бешенства из данной выборки — штамму ЯУ-97, который является производным от штамма «Москва 3253» (см. рис. 1, кластер 3) [15].

Заключение

Полногеномное секвенирование нуклеотидной последовательности штамма вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)», адаптированного к клеточной линии Vero, позволило установить филогенетическую близость его генома к разнообразным вакцинным вариантам генома вируса бешенства, представленным в базе данных NBCI GenBank, которые также адаптированы к клеточной культуре Vero или ВНК.

Полученные нами данные показывают сильное влияние клеточной культуры Vero как среды репродукции вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)» на приобретение его геномом множества характерных единичных мутаций. Тем не менее физико-химические и биологические свойства АИГ, полученного по технологии с использованием штамма вируса бешенства «Moscow 3253 (Vero)», удовлетворяют требованиям нормативной документации на АИГ

из сыворотки крови лошади, что было показано нами в проведенных ранее исследованиях [3]. Эти данные показывают перспективу использования вируса бешенства, адаптированного к клеточной линии Vero, для получения вакцины против бешенства.

ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES

1. WHO Expert Consultation on Rabies: first report. WHO technical report series 931. Geneva; 2004.

2. Селимов М.А. Бешенство. М.: Медицина; 1978. Selimov MA. Rabies. M.: Medicine; 1978. (In Russ.).

3. Генералов С.В., Абрамова Е.Г., Матвеева Ж.В., Жулидов И.М., Лобо-викова О.А., Свинцов Р.А. и др. Культуральный антиген в технологии получения антирабического иммуноглобулина из сыворотки крови лошади. Проблемы особо опасных инфекций. 2012;4(114):65-68. Generalov SV, Abramova EG, Matveeva ZhV, Zhulidov IM, Lobovikova OA, Svintsov RA, et al. Culture antigen in the technology of producing rabies immunoglobulin from horse serum. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2012;4(114):65-68. (In Russ.). https://doi.org/10.21055/0370-1069-2012-4-65-68

4. Генералов С.В., Абрамова Е.Г., Матвеева Ж.В., Жулидов И.М., Свинцов Р.А. Крупномасштабное культивирование фиксированного вируса бешенства штамма «Москва 3253» на перевиваемой линии клеток Vero (B): методы и сравнительный анализ. Биотехнология. 2014;5:38-43.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Generalov SV, Abramova EG, Matveeva ZhV, Zhulidov IM, Svintsov RA. Large scale cultivation of a fixed rabies virus strain «Moscow 3253» on Vero (B) cell line: methods and comparative analysis. Biotechnology. 2014;5:38-43. (In Russ.).

5. Подчерняева Р.Я., Хижнянова Т.М., Михайлова Г.Р. Линия клеток Vero (B) для приготовления медико-биологических препаратов. Вопр. вирусол. 1996;4:183-185.

Podchernyaeva RYa, Khizhnyanova TM, Mikhailova GR. Vero cell line (B) for the preparation of biomedical drugs. Problems of Virology. 1996;4:183-185. (In Russ.).

6. Metlin A, Paulin L, Suomalainen S, Neuvonen E, Rybakov S, Mikhalishin V, et al. Virus Research. 2008;132:242-247. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2007.11.016

7. Murphy FA, Nathanson N. The emergence of new virus diseases: an overview. Seminars in Virology. 1994;5:87-102. https://doi.org/10.1006/smvy.1994.1010

8. Yang J, Koprowski H, Dietzschold B, Fu ZF. Phoshorylation of Rabies Virus Nucleoprotein Regulates Viral by Transcription and Replication by Modulating Leader RNA Encapsidation. J Virology. 1999;73:1661-1664. PMID: 9882376.

Финансирование. Работа не имела спонсорского участия.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

9. Brzozka K, Finke S, Conzelmann KK. Identification of the rabies virus alpha/beta interferon antagonist: phosphoprotein P interferes with phosphor-ylation of interferon regulatory factor 3. J Virol. 2005;79:7673-7681. https://doi.org/10.1128/JVI.79.12.7673-7681.2005

10. Chenik M, Chebli K, Gaudin Y, Blondel D. In vivo interaction of rabies virus phosphorsprotein (P) and nucleoprotein (N), existence of two N binding sites on P protein. J Gen Virol. 1994;75:2889-2896. https://doi.org/10.1099/0022-1317-75-11-2889

11. Fu ZF, Zheng Y, Wunner WH, Koprowski H, Dietzschold B. Both the N-and the C-terminal domains of the nominal phosphoprotein of rabies virus are involved in binding to the nucleoprotein. J Virol. 1994;200:590-597. https://doi.org/10.1006/viro.1994.1222

12. Sissoeff L, Mousli M, England P, Tuffereau C. Stable trimerization of recombinant rabies virus glycoprotein ectodomain is required for interaction with the p75NTR receptor. J Gen Virol. 2005;86:2543-2552. https://doi.org/10.1099/vir.0.81063-0

13. Nakahara T, Toriumi H, Irie T, Takahashi T, Ameyama S, Mizukoshi M, et al. Characterization of a slow-migrating component of the rabies virus matrix protein strongly associated with the viral glycoprotein. Microbiol Immunol. 2003;47:977-988.

https://doi.org/10.1111/j.1348-0421.2003.tb03458.x

14. Evans JS, Selden D, Wu G, Wright E, Horton DL, Fooks AR, et al. Antigenic site changes in the rabies virus glycoprotein dictates functionality and neutralizing capability against divergent lyssaviruses. J Gen Virol. 2018;99(2):169-180.

https://doi.org/10.1099/jgv.0.000998

15. Тучков И.В., Краснов Я.М., Горяев А.А., Матвеева Ж.В., Степанов А.В., Майоров Н.В. и др. Нуклеотидная последовательность и филогенетический анализ G гликопротеина российского фиксированного штамма «Москва 3253» вируса бешенства. Проблемы особо опасных инфекций. 2013;4:73-75.

Tuchkov IV, Krasnov YaM, Goryaev AA, Matveeva ZhV, Stepanov AV, May-orov NV, et al. Nucleotide sequence and phylogenetic analysis of G glyco-protein of the rabies virus strain «Moscow 3253» from Russia. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2013;4:73-75. (In Russ.). https://doi.org/10.21055/0370-1069-2013-4-73-75

Поступила в редакцию 23.10.2018 Received 23.10.2018 После доработки 26.08.2019 Revised 26.08.2019 Принята к публикации 18.10.2019 Accepted 18.10.2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.