В недавнем исследовании, опубликованном в Молекулярная биология и эволюция, исследователи исследовали, имеют ли более плотные внутрихозяинные популяции вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) более высокую частоту коинфекции и рекомбинации.
Исследование: повышенная вирусная нагрузка ВИЧ связана с более высокой скоростью рекомбинации in vivo. Изображение предоставлено: Катерина Кон/Shutterstock.com
Высокая скорость рекомбинации ВИЧ имеет решающее значение для разнообразия внутри хозяина, иммунологического уклонения, множественной лекарственной устойчивости и сохранения целостности генома. Средняя скорость рекомбинации составляет 105 п.н./поколение или выше; однако текущие исследования показывают, что это может не отражать полную разницу в различных контекстах. Недавние контекстно-зависимые исследования последовательностей ВИЧ-1 выявили холодные и горячие области для переворота матрицы и рекомбинации, что влияет на диверсификацию вирусной популяции. Исследователи предполагают, что вирусная демография внутри хозяина влияет на уровень коинфекции и рекомбинации у людей-хозяев.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи оценили связь между плотностью популяции ВИЧ и уровнем рекомбинации.
Команда провела рекомбинационный анализ с помощью распада связи временных рядов (RATS-LD) для продольного секвенирования данных массового секвенирования ВИЧ внутри хозяина от людей с различной вирусной нагрузкой для рекомбинации полимеразной цепной реакции (ПЦР) для оценки взаимосвязи между количеством ВИЧ и рекомбинацией. Они использовали информацию короткого считывания для количественной оценки скорости рекомбинации внутри хозяина и использовали деградацию генетической ассоциации с течением времени между парами однонуклеотидного полиморфизма (SNP) с повышенными значениями D’. Они использовали меры распада связи (LDM), чтобы установить эмпирическую связь между распадом связи и временем и расстоянием между парой SNP, ассоциированной с каждым LDM.
Команда оценила RATS-LD, используя смоделированные данные с нейтральностью и параметрами, которые лучше отражают внутрихозяинный ВИЧ. Они воспроизвели две субпопуляции ВИЧ, связанные миграцией, со скоростью m, чтобы выяснить, изменит ли разница в эффективных размерах популяции достаточно существенно, чтобы повлиять на точность RATS-LD.
RATS-LD применялся к данным о ВИЧ in vivo: исследователи определяли среднюю вирусную нагрузку для каждой пары временных точек внутри человека и сравнивали ее со средней вирусной нагрузкой между временными точками. Затем они разделили данные на три группы с примерно равным количеством ЛСД в зависимости от тертилей вирусной нагрузки. Исследователи использовали SLiM для создания популяций с известными скоростями рекомбинации, чтобы оценить способность ATS-LD количественно определять скорость рекомбинации. Кроме того, они проводят моделирование с использованием коэффициентов отбора, чтобы повысить точность репликации развития ВИЧ внутри хозяина и проверить эффективность RATS-LD в условиях отбора.
Для оценки скорости рекомбинации in vivo исследователи использовали данные продольного глубокого секвенирования ВИЧ из недавнего исследования. Чтобы избежать суперинфекции, они использовали анализ по принципу исключения по одному для удаления данных от одного человека за раз и одновременный анализ. Они также исследовали вирусные геномы пятнадцати человек, у которых выздоровели популяции вируса после однократного введения терапии широконейтрализующими антителами.
Полученные результаты
Для образцов с наименьшей вирусной нагрузкой (менее 26 800 копий/мл) скорость рекомбинации составляла 1,5 событий/п.н./поколение, что соответствует предыдущим оценкам. Популяции ВИЧ, имеющие вирусную нагрузку в нижней трети набора данных, показали скорость рекомбинации, соответствующую предыдущим оценкам (1,5/пара оснований/поколение), тогда как популяции с вирусной нагрузкой, превышающей 82 000 копий/мл, показали почти в шесть раз более высокую медианную скорость рекомбинации.
Кроме того, исследователи наблюдали увеличение вирусной нагрузки с эффективной рекомбинацией среди отдельных людей. Моделирование селекции дало более шумные кривые затухания связи, чем нейтральное моделирование; тем не менее, RATS-LD может отражать основные скорости рекомбинации. Оценка RATS-LD не повлияла на уровень миграции выше 104; однако очень низкие уровни миграции несколько снизили оценки. Более высокая вирусная нагрузка, по-видимому, связана с более быстрой рекомбинацией между людьми, хотя вирусная нагрузка также может резко варьироваться у разных людей с течением времени.
Участник 1 продемонстрировал значительную разницу в показателях рекомбинации в разные периоды с вирусной нагрузкой выше и ниже медианы 165 500 копий/мл, несмотря на высокое генетическое разнообразие и широкий диапазон измерений вирусной нагрузки. Наиболее резко скорость рекомбинации возрастает в группах с самой высокой вирусной нагрузкой. Результаты показали, что плотность ВИЧ внутри хозяина широко варьируется среди людей-хозяев, что вызывает значительные различия в скорости рекомбинации в условиях in vivo. Это неизвестное изменение скорости рекомбинации может влиять на интерпретацию данных о ВИЧ внутри хозяина и на эволюционную динамику.
Заключение
В целом результаты исследования показали, что уровень рекомбинации внутри вирусных популяций может динамически колебаться, возможно, затрагивая факультативно асексуальные популяции с изменением географической совместной локализации. Эти ставки не являются постоянными, и на них влияют обстоятельства внутри хоста. Эффекты, опосредованные контактной сетью, вероятны и в других группах, кроме ВИЧ.
Повышенные показатели рекомбинации в популяциях ВИЧ могут скрывать географическую компартментализацию, но низкий уровень ВИЧ среди людей, получающих частично супрессивную антиретровирусную терапию, может свести к минимуму мутации, связанные с лекарственной устойчивостью. Более высокие показатели рекомбинации могут быть более распространены у факультативно бесполых видов.
2024-01-15 13:11:00
1705325168
#Исследование #показало #что #популяции #ВИЧ #среди #людей #более #высокой #вирусной #нагрузкой #также #имеют #более #высокие #показатели #вирусной #рекомбинации