Evolutionary mechanisms of virus variability

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The evolutionary changes of viruses are primarily associated with the replication processes of viruses containing deoxyribonucleic and ribonucleic acids, which differ significantly. The genomes of most viruses containing ribonucleic acid are replicated with much less accuracy compared to the genomes of viruses containing deoxyribonucleic acid. Comparing the number of mutations in an infected cell reflects an inverse relationship between genome size and the frequency of mutations carried out by these two categories of viruses. Viruses with double-stranded deoxyribonucleic acid genomes have a low mutation rate compared to single-stranded genomes. The genome of viruses is not a stable unique structure, but rather an average, variable number of different amino acid sequences. It is in the virus population that a high mutation rate is maintained, and low variability is not beneficial for the preservation of viruses in nature. Some animal species may be intermediate hosts when new epidemic viruses appear. The introduction of non-viral nucleic acid into the viral genome can also contribute to the evolutionary changes of the virus, lead to the formation of defective genomes or to the emergence of hypervirulent strains. Viral genomes encode numerous molecules that modulate a wide range of protective immune mechanisms. The variability of viruses is also facilitated by the simultaneous integration of several proviral genomes into one cell, which activates the processes of recombination and genetic shift. An important evolutionary point may be the conversion of ribonucleic acid ribose into deoxyribose of deoxyribonucleic acid, which increases the stability of nucleic acids by more than 100 times. Horizontal gene transfer between viruses that infect different hosts is a central feature of the evolution of viruses containing ribonucleic acid. Eukaryote viruses with single-stranded deoxyribonucleic acid probably evolved from bacterial plasmids after they acquired capsid protein genes from the (+) ribonucleic acid chain of viruses. In addition to megaviruses and adenoviruses, polintons are likely precursors to bidnaviruses and virophages.

作者简介

Alexander Moskalev

Kirov Military Medical Academy

编辑信件的主要联系方式.
Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3403-3850
SPIN 代码: 8227-2647

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Boris Gumilevsky

Kirov Military Medical Academy

Email: alexmav195223@yandex.ru
SPIN 代码: 3428-7704
Scopus 作者 ID: 6602391269
Researcher ID: J-1841-2017

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Vasiliy Apchel

Kirov Military Medical Academy; A.I. Herzen Russian State Pedagogical University of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7658-4856
SPIN 代码: 4978-0785
Scopus 作者 ID: 6507529350
Researcher ID: Е-8190-2019

MD, Dr. Sci. (Med.), professorciences

俄罗斯联邦, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Vasiliy Tsygan

Kirov Military Medical Academy

Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1199-0911
SPIN 代码: 7215-6206

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Katze MG, Korth MJ, Law GL, et al. Viral pathogenesis: From basics to systems biology. San Diego: Academic Press, 2016. 422 p.
  2. Ahmad L, Mostowy S, Sancho-Shimizu S. Autophagy-virus interplay: From cell biology to human disease. Front Cell Dev Biol. 2018;19:155. doi: 10.3389/fcell.2018.00155
  3. Luoa LY, Hahnb WC. Oncogenic signaling adaptor proteins. J Genet Genomics. 2015;42(10):521–529. doi: 10.1016/j.jgg.2015.09.001
  4. Griffin DE. The immune response in measles: Virus control, clearance and protective immunity. Viruses. 2016;10(8):282–291. doi: 10.3390/v8100282
  5. Gong B-L, Mao R-Q, Xiao Y, et al. Improvement of enzyme activity and soluble expression of an alkaline protease isolated from oil-polluted mud flat metagenome by random mutagenesis. Enzyme Microb Technol. 2017;106:97–105. doi: 10.1016/j.enzmictec.2017.06.015
  6. Domingo E, Perales C. Quasispecies and virus. Eur Biophys J. 2018;4(47):443–457. doi: 10.1007/s00249-018-1282-6
  7. Guo Y-J, Pan W-W, Liu S-B, et al. ERK/MAPK signaling pathway and tumorigenesis. Exp Ther Med. 2020;19(3):1997–2007. doi: 10.3892/etm.2020.8454
  8. Takata MA, Gonçalves-Carneiro D, Zang TM, et al. CG dinucleotide suppression enables antiviral defence targeting non-self RNA. Nature. 2017;550(7674):124–127. doi: 10.1038/nature24039
  9. Thapa RJ, Ingram JP, Ragan KB, et al. DAI senses influenza a virus genomic RNA and activates RIPK3-Dependent cell death. Cell Host Microbe. 2016;20(5):674–681. doi: 10.1016/j.chom.2016.09.014
  10. Hemann EA, Green R, Turnbull JB, et al. Interferon-λ modulates dendritic cells to facilitate T cell immunity ion with influenza A virus. Nat Immunol. 2019;20:1035–1045. doi: 10.1038/s41590-019-0408-z
  11. Stecca B, Rovida E. Impact of ERK5 on the hallmarks of cancer. Int J Mol Sci. 2019;20(6):1426. doi: 10.3390/ijms20061426
  12. Yang L, Shi P, Zhao G, et al. Targeting cancer stem cell pathways for cancer therapy. Signal Transduct Target Ther. 2020;5(8):8. doi: 10.1038/s41392-020-0110-5
  13. Burrell C, Howard C, Murphy F. Fenner and White’s medical virology. 5th edition. San Diego: Academic Press, 2016. 454 p.
  14. Nash A, Dalziel R, Fitzgerald J. Mims’ pathogenesis of infectious disease. 6th edition. San Diego: Academic Press; 2015. 348 p.
  15. Maillard PV, van der Veen AG, Poirier EZ, et al. Slicing and dicing viruses: antiviral RNA interference in mammals. EMBO J. 2019;38(8):e100941. doi: 10.15252/embj.2018100941
  16. Hayward A. Origin of the retroviruses: when, where, and how? Curr Opin Virol. 2017;25:23–27. doi: 10.1016/j.coviro.2017.06.006
  17. Krupovic M, Koonin EV. Multiple origins of viral capsid proteins from cellular ancestors. PNAS USA. 2017;114(12):E2401–E2410. doi: 10.1073/pnas.1621061114
  18. Lee S, Liu H, Wilen CB, et al. A secreted viral nonstructural protein deters intestinal norovirus pathogenesis. Cell Host Microbe. 2019;25(6):179–187. doi: 10.1016/j.chom.2019.04.005845–857
  19. Horie M. The biological significance of bornavirus-derived genes in mammals. Curr Opin Virol. 2017;25:1–6. doi: 10.1016/j.coviro.2017.06.004
  20. Hadjidj R, Badis A, Mechri S, et al. Purification, biochemical, and molecular characterization of novel protease from Bacillus licheniformis strain K7A. Int J Biol Macromol. 2018;114:1033–1048. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.167
  21. Jeong YJ, Baek SC, Kim H. Cloning and characterization of a novel intracellular serine protease (IspK) from Bacillus megaterium with a potential additive for detergents. Int J Biol Macromol. 2018;108:808–816. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.173
  22. Ashraf NM, Krishnagopal A, Hussain A, et al. Engineering of serine protease for improved thermostability and catalytic activity using rational design. Int J Biol Macromol. 2019;126:229–237. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.218
  23. Ashraf NM, Krishnagopal A, Hussain A, et al. Engineering of serine protease for improved thermo stability and catalytic activity using rational design. Int J Biol Macromol. 2019;126:229–237. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018
  24. Ho SYW, Lanfear R, Bromham L, et al. Time-dependent rates of molecular evolution. Mol Ecol. 2011;20(15):3087–3101. doi: 10.1111/j.1365-294X.2011.05178.x
  25. Katzourakis A, Gifford RJ. Endogenous viral elements in animal genomes. PLoS Genet. 2010;11(6):e1001191. doi: 10.1371/journal.pgen.1001191
  26. Aiewsakun P, Katzourakis A. Endogenous viruses: Connecting recent and ancient viral evolution. Virology. 2015;479-480:26–37. doi: 10.1016/j.virol.2015.02.011
  27. Parrish NF, Tomonaga K. Endogenized viral sequences in mammals. Curr Opin Microbiol. 2016;31:176–183. doi: 10.1016/j.mib.2016.03.002
  28. Frank JA, Feschotte C. Co-option of endogenous viral sequences for host cell function. Curr Opin Virol. 2017;25:81–89. doi: 10.1016/j.coviro.2017.07.021
  29. Garcia-Sastre A. Ten strategies of interferon evasion by viruses. Cell Host Microbe. 2017;22(2):176–184. doi: 10.1016/j.chom.2017.07.012
  30. Diner BA, Lum KK, Javitt A, et al. Interactions of the antiviral factor interferon gamma-inducible protein 16. NIFI16 mediate immune signaling and herpes simplex virus-1 immunosuppression. Mol Cell Proteomics. 2015;14(9):2341–2356. doi: 10.1074/mcp.M114.047068
  31. Stoye JP. Studies of endogenous retroviruses reveal a continuing evolutionary saga. Nat Rev Microbiol. 2012;6(10):395–406. doi: 10.1038/nrmicro2783
  32. Hemann EA, Green R, Turnbull JB, et al. Interferon-λ modulates dendritic cells to facilitate T cell immunity ion with influenza A virus. Nat Immunol. 2019;20:1035–1045. doi: 10.1038/s41590-019-0408-z
  33. Enard D, Cai L, Gwennap C, Petrov DA. Viruses are a dominant driver of protein adaptation in mammals. Elife. 2016;5:e12469. doi: 10.7554/eLife.12469
  34. Xu X, Zhang M, Xu F, Jiang S. Wnt signaling in breast cancer: biological mechanisms, challenges and opportunities. Mol Cancer. 2020;19(165):165. doi: 10.1186/s12943-020-01276-5
  35. Wang B, Li X, Liu L, Wang M. β-Catenin: oncogenic role and therapeutic target in cervical cancer. Biol Res. 2020;53:33. doi: 10.1186/s40659-020-00301-7
  36. Ma Z, Damania B. The cGAS-STING defense pathway and its counteraction by viruses. Cell Host Microbe. 2016;19(2):150–158. doi: 10.1016/j.chom.2016.01.010

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Eco-Vector, 2023

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».