Эколого-генетические механизмы изменчивости генома хантавирусов и их влияние на микроэволюцию ограниченной по численности вирусной популяции

Тюлько, Жанна Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-генетические механизмы изменчивости генома хантавирусов и их влияние на микроэволюцию ограниченной по численности вирусной популяции
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-генетические механизмы изменчивости генома хантавирусов и их влияние на микроэволюцию ограниченной по численности вирусной популяции"

□03488071

На правах рукописи

Л?

ТЮЛЬКО ЖАННА СЕРГЕЕВНА

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ ГЕНОМА ХАНТАВИРУСОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА МИКРОЭВОЛЮЦИЮ ОГРАНИЧЕННОЙ ПО ЧИСЛЕННОСТИ ВИРУСНОЙ ПОПУЛЯЦИИ

03.00.16-экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 о ЛЕК 2009

Омск-2009

003488071

Работа выполнена в Омской Государственной Медицинской Академии на базе ФГУН ОмскНИИПОИ Роспотребнадзора

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, Якименко Валерий Викторович

доктор сельскохозяйственных наук, Поползухина Нина Алексеевна

Ведущая организация:

кандидат биологических наук, Кушнарева Татьяна Валерьевна

ГУ Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук (ИЭГМ УрО РАН) (г. Пермь)

Защита состоится 18 декабря 2009 г. в_часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Омском государственном педагогическом университете по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14; тел./факс 8 (3812) 24-37-95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г.Омск, ул. Набережная Тухачевского, 14 и на официальном сайте Омского государственного педагогического университета: http://www.omgpu.ruy. Автореферат разослан 17 ноября 2009 г.

Отзыв на автореферат (в 2-х экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14; тел./факс 8 (3812) 24-37-95; E-mail: kolpakova@omgpu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

. Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одной из актуальных проблем экологии, в связи с ростом количества заражений хантавирусными инфекциями, является изучение взаимоотношений вирусов с популяциями их хозяев. Хантавирусы относятся к семейству буньявирусов, распространены практически по всему свету, переносятся мышевидными грызунами и способны вызывать у человека опасные заболевания, иногда с летальным исходом: геморрагическую лихорадку с почечным синдромом и хантавирус-ный пульмонарный синдром.

Геном хантавирусов представлен сегментированной РНК отрицательной полярности. Неточность работы РНК-зависимой РНК-полимеразы и отсутствие системы репарации РНК у вирусов приводит к формированию квазивида - множеству генетически не идентичных вирусов одного генотипа, с разной приспособленностью, конкурирующих между собой в процессе микроэволюции в клетках хозяина (Quasispecies structure and persistence of RNA viruses / E.E. Domingo [et al.] // Emerg. Infect. Dis. 1998. Vol. 4. P. 521-527). Иммунная система хозяина, организм которого является средой обитания возбудителя, направляет микроэволюцию вирусов. При изменении среды обитания вирусов - изменении иммунной реакции организма-хозяина или передаче другому хозяину, один квазивид сменяется другим, несколько отличающимся от предыдущего. Таким образом, в группах контактирующих между собой организмов-хозяев, формируются постоянно эволюционирующие и смешивающиеся вирусные популяции, на свойствах которых основана современная классификация вирусов, вводящая для хантавирусов понятие «генотип» аналогичное понятию «вид» у более сложных организмов.

Эволюция хантавирусов тесно связана с эволюцией их хозяев-грызунов, что отражается в структуре филогенетических деревьев, построенных по генетическим последовательностям тех и других. Эти деревья имеют звездчатое строение (Plyusnin A., Vapalahti О., Vaheri A. Hantaviruses: genome structure, expression and evolution // J. of General Virology. 1996. Vol. 77. P. 2677-2687), показывающее древнее происхождение хантавирусов, связанное с процессами видообразования у хозяев. Считалось, что генетические расстояния между ветвями этих деревьев у хантавирусов, в пределах одного и того же генотипа, зависят от степени географической удаленности отдельных изолятов. Однако, в последнее время, были обнаружены факты, противоречащие этому мнению, а так же поставлен вопрос об изменении классификационных критериев при выделении вирусных геновариантов (подвидов), в связи с большей изменчивостью нук-леотидных последовательностей в пределах одного и того же генотипа, чем это допускается нормами международного комитета по таксономии

вирусов (Plyusnin A. Genetics of hantaviruses: implications to taxonomy. Brief Review // Arch. Virol. 2002. Vol. 147. P. 665-682). Большинство таких несоответствий наблюдается при смене вирусом хозяев, что показывает необходимость изучения механизмов изменчивости вирусов, обусловленных особенностями взаимодействия с организмом хозяина.

Вирусы гаплоидны и размножаются бесполым путем. При этом типе размножения внутрипопуляционные генетические связи могут отсутствовать. Однако, при наличии способности к рекомбинации, может реализо-вываться эпизодический внутрипопуляционный генетический обмен, что приводит к образованию новых рекомбинантных клонов. Основным механизмом изменчивости генома хантавирусов считается возникновение точечных замен. Для некоторых хантавирусов, кроме того, предполагается наличие реассортации и обмен фрагментами гомологичных сегментов генома в результате рекомбинации (Transfection-mediated generation of functionally competent Tula hantavirus with recombinant S RNA segment / A. Plysnin [et al.] // The EMBO Journal. 2002. Vol. 21. N 6. P. 1479-1503 ; Si-' ronen Т., Vaheri A., Plysnin A. Molecular Evolution of Puumala Hantavirus // J. of virology. 2001. Vol. 75. N 23. P. 11803-11810). К моменту начала исследования, возможность гомологичной рекомбинации у хантавирусов была показана только в пределах S-сегмента для генотипа Тула (Recombination in Tula Hantavirus Evolution: Analysis of Genetic Lineages from Slovakia // C. Sibold [et al.] // J. of Virology. 1999. Vol. 73. N 1. P. 667-675). Поэтому, было целесообразным исследовать распространенность механизма гомологичной рекомбинации и у других хантавирусов.

Влияние рекомбинации на внутрипопуляционные процессы может быть разнообразным и приводить к результатам, зависящим от характеристик самой популяции вирусов, от возможности смешанной инфекции, от жизнеспособности мутантных клонов, от действия (или отсутствия) отбора и т.д. Анализ влияния гомологичной рекомбинации на эволюцию вирусов уже проводился (Tajima F. N., Takezaki N. Estimation of Evolutionary Distance for Reconstructing Molecular Phylogenetic Trees // Mol. Biol. Evol. 1994. Vol. 11, N 2. P. 278-286). Однако недостаточная изученность механизмов изменчивости у большинства хантавирусов ограничивала область исследования. Поэтому, возникла необходимость более углубленного изучения проблемы, и построения, по возможности, более точной модели этих процессов.

Изучение микроэволюции большинства РНК-вирусов в настоящее время проводится с использованием математических и имитационных моделей (Wilke С.О. Quasispecies theory in the context of population genetics [Электронный ресурс] // BMC Evolutionary Biology. 2005. Vol. 5. N 44. URL: www.biomedcentral.com/1471-2148/5/44 (дата обращения: 04.10.09)), в которых представлена микроэволюция нуклеотидных последовательно-

стей вирусов, формирующих квазивид. К началу нашего исследования, моделирование микроэволюционных процессов у хантавирусов не проводилось, поэтому построение модели было необходимо, так как позволяло оценить роль различных механизмов изменчивости и понять направленность процессов формообразования в данной группе вирусов, а также эволюционные ограничения, накладываемые на вирусную популяцию взаимодействием с организмом хозяина.

Соответствие темы диссертации требованиям Паспорта специальностей ВАК Министерства образования и науки РФ. Диссертационное исследование выполнено в рамках специальности 03.00.16 экология и соответствует п.2 «Популяционная экология» Паспорта специальностей ВАК Министерства образования и науки РФ.

Цель исследования - Выявить эколого-генетические механизмы изменчивости геномов хантавирусов и исследовать их влияние на процессы микроэволюции в популяциях хантавирусов, ограниченных по численности.

Задачи исследования:

1. Проанализировать изменчивость генома хантавирусов в пределах отдельного генотипа в связи с особенностями географического распространения и взаимодействия с видом хозяина.

2. Выявить структурные особенности генетических последовательностей, влияющие на изменчивость генома, возникающую в процессе приспособления к организму хозяина, у наиболее распространенных хантавирусов Старого Света.

3. Применить имитационную модель микроэволюции ограниченной по численности популяции хантавирусов для оценки направленности эволюционного процесса, связанной с действием выявленных механизмов изменчивости генома хантавирусов и структурными особенностями генома.

Научная новизна. Впервые выполнен сравнительный статистический анализ консервативности первичной структуры Б и М сегментов генома хантавирусов генотипов Старого Света. Впервые показана возможность гомологичной рекомбинации у хантавирусов Пуумала и Хантаан. Показано существование коррелированных нуклеотидных замен в Б - сегментах генотипов Тула, Пуумала, Хантаан, Добрава/Белград. Разработан алгоритм поиска гомологичных рекомбинаций в массиве выровненных нуклеотидных последовательностей с применением метода вычисления значений взаимной информации. Впервые проведено имитационное моделирование микроэволюции хантавирусных последовательностей, учитывающее возможность осуществления гомологичной рекомбинации и существование связанных нуклеотидных замен в 8 - сегменте, позволившее

охарактеризовать влияние этих механизмов изменчивости на микроэволюцию ограниченной по численности популяции хантавирусов.

Теоретическая н практическая значимость работы. Полученные данные, раскрывают действие некоторых эколого-генетических механизмов микроэволюции хантавирусов Старого Света, влияющих на изменение приспособленности вирусов к организму хозяев-грызунов, расширяют и углубляют представления о процессах, происходящих в вирусных популяциях. Результаты исследования могут быть использованы при уточнении классификационных критериев хантавирусов, создании вакцин, в медицинской практике, в дальнейшей научно - исследовательской работе.

Личный вклад автора состоит в самостоятельном отборе и обработке данных о хантавирусах Старого Света и их генетических последовательностях, разработке и тестировании методов анализа нукпеотидных последовательностей хантавирусов (методы поиска случаев гомологичной рекомбинации и наличия коррелированных замен нуклеотидов), создании имитационной модели микроэволюционных процессов в пределах вирусного квазивида, написании компьютерных программ, реализующих эти методы, формировании научных положений и выводов.

Обоснованность выводов н достоверность результатов работы обеспечены значительным объемом анализируемого материала, применением современных методов исследований и подтверждением их методами математической статистики.

Основные положения работы, выносимые на защиту.

1. Современное распределение геновариантов хантавирусов сформировалось в результате совокупности процессов расселения хозяев (исторический аспект) и распространения хантавирусов в их популяциях (экологический аспект) с учетом возможности переключения вируса на нового хозяина.

2. Приспособительные механизмы изменчивости у хантавирусов включают в себя не только накопление точечных замен нуклеотидов, но и возможность гомологичной рекомбинации.

3. Наличие гомологичных рекомбинаций в процессе микроэволюции хантавирусов приводит к ускоренному накоплению приспособительных изменений, что повышает вероятность выживания ограниченной по численности вирусной популяции.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные аспекты природноочаговых болезней» (г. Омск: 2001); конференции, посвященной 70-летию изучения хантавирусов на Дальнем Востоке (г. Владивосток, 2003); межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сохранения здоровья населения Сибири.» (г. Омск, 2008); конференции, посвященной 70-летию

медико-профилактического факультета ОГМА (г. Омск, 2008); республиканской конференции, посвященной 70-летию учения Е. Н. Павловского о природной очаговости болезней (г. Омск, 2009).

Организация исследований. Работа выполнялась в период с 2001 по 2007 гг. в Омской Государственной Медицинской Академии и ФГУН Омск НИИПОИ Роспотребнадзора.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем в структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы (235-источников, из них 206 -зарубежных). Материалы изложены на 135 листах компьютерного текста. Работа иллюстрирована 25 рисунками и 11 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

В главе приведен обзор литературных данных относящихся к свойствам генетических последовательностей хантавирусов Старого и Нового Света, скорости их эволюции и зависимости генетических расстояний между нуклеотидными последовательностями одного генотипа от степени географической и экологической изоляции. Рассмотрены основные статистические подходы к анализу свойств генетических последовательностей и математические модели эволюции популяций генетических последовательностей, использующие понятие квазивид.

2. Материалы и методы

Объектами исследования являлись нуклеотидные последовательности малого и среднего сегментов генома хантавирусов генотипов Тула (31- изолят, 97 последовательностей), Пуумала (52,516), Хантаан (44,125), Сеул (48, 204), Добрава/Белград (38, 171), хантавирусов Нового Света (26 генотипов, 326 последовательностей), и некоторых неклассифицированных хантавирусов (11 генотипов, 16 последовательностей), полученные из банков данных (ОепВапк и ЕМВЬ) в режиме свободного доступа и в исследованиях, проведенных ФГУН Омск НИИПОИ Роспотребнадзора (г. Омск) совместно с ГУ ИПВЭ РАМН им. акад. М.П.Чумакова (г. Москва).

Методы анализа генетических последовательностей. При сравнении нуклеотидных последовательностей в качестве меры подобия ис-

пользовалось значение взаимной информации - MJ (Кульбак С. Теория информации и статистика. М.: Наука, 1967. 220 с. ; Чалей М.Б., Короткое Е.В. Информационный подход к выявлению сходства генов тРНК и их глобальная классификация // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1991. N 6. С. 915927). Удвоенное значение MJ распределено как случайная величина %2, что позволяет оценить вероятность случайной взаимосвязи двух последовательностей в одном испытании и выбрать значение минимального уровня взаимной информации MJ^,,, обеспечивающее обнаружение статистически значимой взаимосвязи последовательностей с заданной вероятностью ошибки.

Построение филогенетических деревьев по нуклеотидным последовательностям проводилось с использованием методов максимального правдоподобия и связывания ближайших соседей (Вейр Б. Анализ генетических данных. -М.: Мир, 1995. 400 е.). Для подтверждения обнаруженных случаев гомологичной рекомбинации в сегментах строились ден-дрограммы, в которых объединение в кластеры осуществлялось в соответствии со значениями MJ, рассчитанными при сравнении каждой нуклео-тидной последовательности с другими, аналогично алгоритму идентификации сообщений, передаваемых по каналам с помехами (Клюев Н.И. Информационные основы предачи сообщений. - М.: «Советское радио», 1966. 360 е.). В этом случае, кластер можно считать однородным с заранее заданной доверительной вероятностью, а последовательности, входящие в него, одинаково дивергировавшими друг от друга, если отношение максимального значения MJ, из рассчитанных для всех возможных пар последовательностей этого кластера, к сумме этих значений меньше квантиля распределения Кокрена.

Анализ консервативности вирусных нуклеотидных последовательностей проводился путем построения филогенетических профилей (Weiller G.F. Phylogenetic Profiles: A Graphical Method for Detecting Genetic Recombinations in Homologous Sequences // Mol. Biol. Evol. 1998. Vol. 15. N 3. P. 326-335), где по оси абсцисс откладывались координаты правой границы скользящего окна (номер нуклеотида в сегменте, далее н.), а по оси ординат - значения MJ, рассчитанные при сравнении фрагментов выровненных гомологичных последовательностей, попадающих в «скользящее окно» шириной 100 и 150 н., двигающееся вдоль пары сравниваемых последовательностей. Пики, присутствующие на этих графиках в одном и том же месте, показывают наличие и положение консервативного участка в данном массиве последовательностей, а общие для всех кривых спады графиков соответствуют положению вариабельных участков.

Рис. 1 Результат сравнения по уровню MJ последовательностей S - сегмента вирусов генотипа Пуумала (изолят Gomselga сравнивается с изолятами Korhumaki, Evo/12Cg/93, а изолят Opina916 с изолятом Eidsvoll). Серым прямоугольником вдоль горизонтальной оси показано положение кодирующей части сегмента, цифрами в рамках обозначены номера консервативных участков.

Случан гомологичной рекомбинации выявляли после попарного сравнения всех последовательностей одного генотипа по уровню MJ. Наличие разных по составу групп с высоким уровнем подобия внутри группы, обнаруженных для соседних участков последовательности длиной более 150 символов, свидетельствует о наличии гомологичной рекомбинации. На дендрограммах, это проявляется в перемещении последовательности из одного кластера в другой. Для оценки значимости обнаруженных случаев гомологичной рекомбинации задавался уровень отсечки MJL = 130 - 140. Он обеспечивает достаточно малую вероятность ошибки (< 3%) при выделении возможных единиц рекомбинации в составе последовательностей.

Поиск корреляций при возникновении нуклеотндных замен: в

массивах выровненных нуклеотндных последовательностей S - сегмента каждого вирусного генотипа столбцы с разными координатами (отсчитываемыми от первого нуклеотида в кодирующей части последовательности) сравнивались между собой по уровню взаимной информации. В результате, для всех возможных пар столбцов в массиве выровненных последовательностей был получен набор значений MJ, по которым оценивали связь между заменами нуклеотидов в этих столбах. Для каждого генотипа был рассчитан минимально значимый уровень MJ (заданная величина ошибки (а < 5%): Тула -20, Пуумала -21, Добрава/Белград - 18; Хантаан и Сеул - 17. Тестирование рассчитанных значений провели в эксперименте со случайным образом сгенерированными текстами.

Рис. 2 - Схема поиска корреляций в столбцах выровненных нуклео-тидных последовательностей при анализе замен нуклеотидов.

Методы моделирования. В имитационной модели эволюции нук-леотидной последовательности S - сегмента был реализован стандартный алгоритм эволюционного моделирования (Каширина И.Л. Введение в эволюционное моделирование. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2007. 40 с; Редько В.Г. Оценка скорости эволюции в моделях Эйгена и Куна // Биофизика. 1986. Т. 31. N 3. С. 511-516), в котором были учтены следующие условия: для моделирования использовалась кодирующая часть сегмента; численность моделируемых популяций ограничена действием иммуннои системы хозяев до значении =10-10s (Temporal and Spatial Analysis of Sin Nombre Virus Quasispecies in Naturally Infected Rodents / R. Feuer [et al.] // J. of virology. 1999. Vol. 73. N 11. P. 9544-9554 ; Wilke C.O., Novella I.S. Phenotypic mixing and hiding may contribute to memory in viral quasispecies [Электронный ресурс] // BMC Microbiology 2003. Vol. 3,N 11. URL: http://www.biomedcentral.eom/1471-2180/3/ll (дата обращения: 04.10.09)); допускается существование одной или нескольких оптимальных последовательностей, обладающих достаточной приспособленностью для закрепления в популяции; каждая из последовательностей обладает приспособленностью, которая тем больше, чем выше уровень подобия между рассматриваемой и наиболее близкой к ней оптимальной последовательностью; предварительно, по имеющимся подборкам выровненных последовательностей, для каждого генотипа хантавирусов находится вероятность нахождения каждого типа нуклеотида в каждой позиции последовательности, что позволяет определить вероятность существования последовательности и ее приспособленность; наименее приспособленные последовательности и последовательности с нонсенс-мутациями элиминируются, что сохраняет постоянную во времени численность популяции; мутации типа делеций и инсерций не рассматриваются, допускаются гомологичные рекомбинации внутри сегмента; возникновение мутаций, осуществляется случайным образом в соответствии с имеющимися оценками скорости возникновения замен (10'3-10 5 замен на нуклеотид на одну генерацию - шаг моделирования); для моделирования эволюции последовательностей с учетом корреляции при возникнове-

нии мутаций, подсчитываются вероятности P(jbj2, ¡1,12) нахождения каждого нуклеотида типа ib в каждой позиции jj, в зависимости от каждого типа нуклеотида типа i2 в позиции j2, где и , i2 = 1, 2, 3, 4 (А, Т, С, G), где ji,, j2 меняются от 1 до L, где L-длина кодирующей части S - сегмента. Это позволяет построить матрицу Р каждого генотипа хантавирусов размерностью (L,L,4,4), используемую при моделировании и с ее помощью учесть наличие возможной корреляции при возникновении замен в сегменте.

Программное обеспечение. При написании компьютерных программ, подсчитывающих MJ для анализа последовательностей, использовался язык фортран. Для выравнивания последовательностей и построения филогении применялись программы: Clustal X (1.8); Phylip3.5; Njplot и TreeViev 1.6.6; BioEdit 5.0.9. Построение графиков и расчет вероятностей при использовании свойств стандартных статистических распределений проводились с помощью Microsoft Excel.

3. Результаты и обсуждение

Анализ филогений вирусов. Исследование показало, что предположение о соответствии генетических расстояний географическим расстояниям между изолятами не всегда подтверждается для хантавирусов Старого Света. Это видно на примере геновариантов хантавирусов Тула и Пуумала из природных очагов в Омской области (рис. 3): геноварианты хантавируса Тула, географически наиболее близкие, но изолированные от разных хозяев (MG22/Omsk, MG23/Omsk - от узкочерепной полевки; LL2\Omsk, LL58\Omsk - от степные пеструшки), показывают большее подобие с геновариантами из европейской части России и Восточной Европы соответственно, чем друг с другом (см. рис. За); геноварианты хантавируса Пуумала обнаруживают большее подобие с карельскими и финскими геновариантами, чем с поволжскими, более близкими к ним географически (см. рис. 36).

В пределах генотипов Хантаан и Добрава/Белград также выявляется высокий уровень сходства первичной структуры генома географически удаленных изолятов: изоляты вируса Хантаан из китайской провинции Гуйчжоу оказываются наиболее подобны последовательностям географически удаленных от них изолятов Хабаровского края и Кореи. Как показывают позднее опубликованные работы китайских авторов генетическое разнообразие нуклеотидных последовательностей в этой провинции Китая наибольшее, и предполагается, что именно здесь находился центр, из которого. происходила адаптивная радиация хантаан-подобных вирусов (Molecular diversity and phylogeny of Hantaan virus in Guizhou, China: evidence for Guizhou as a radiation center of the present Hantaan virus/ Yang Zou [et. al] // J. of General Virology. 2008. Vol. 89. P. 1987-1997).

G20-S

C109-S

К58

KOZIK/5276 KOZIK/5247 MOR/J302 MO/5302/M A MOR/5294 MOR/52866 MOR/5293 „ CACAK KOSICE144 >-KOSICE667 J TULA/76MA TULA/I75MA TULA/53 MA TULA/23MA Sam/6836 Sam/6661 Sam/6677 Sam/6801-M

Зап. Словакия, Чехи*, Австрии Л/. arvalis

Сербия Pitymys subierraneus

86-99%

вост. Словакия Ы. arvalis

Россия, ► европейская часть М. arvalis

8-97%

1000,

MG23/Omjk

ETaldykorgan/Ma343

Россия (Омская об.)

M.gregalis 81-98К1

Казахстан '

Ы. arvalis obscuras

Karatal/Ma340 Karalal/Ma322

LL2/0mílc 1_р0ССия (Омская область) 95%

1- LL58/Om!k

ÍD63-98 D17-98 ,„ D5-98 Lodz-1 Lodz-2 Mu 46/04 Mu 137/05 Mo 137/04 SeaOS/139 Scii05/222 Sen05/175 Sen05/174 Sen05/205 Sen05/121 Sen05/204

Lagurus Lagurus

Германия, Польша М- arvalis

Германия •^M. arvalis Ы- agreslis

1.1

Khabarovsk Microtus fortis

-Lemmus sibiricus

99% Китай"! .. , ЙТ7 j ^ Myodes

SmSo.J97% Япония i rufocanus

88-99% Myodes 'Поволжье glareolus

ilskl 94-99% Myodes Й&Г Омская glareolus, _____ЙЙ обл. M.nifocanus

rjgf] 93,4-91,8% Myodes <-%оЛ5 [Финляндия gIare0lus

Myodes glareolus

V EVO/is i „----------

93-98,8 % ^Северная Скандинавия

íiataícboic'98-i ^yrajjica

С1%Фз1>98% Дания ;|гД1124ЬЗ-98,8 % Норвегия

Йнш95-99 % Австрия lovfflard „ Myodes

. 93-99% Бельгия SSS"an г Франция

om.gmcs-55j Германия

glareolus

б)

Рис.3. Филогенетические деревья, построенные с использованием метода связывания ближайших соседей для гомологичных фрагментов S - сегмента хантавирусов Тула (а, 409 н.) и Пуумала (б, 905 н.) Величина бутстрэп - выборок -1000. Рядом с каждым кластером указан уровень гомологии его нуклеотидных последовательностей (в %).. В качестве внешних групп для укоренения деревьев использованы последовательности генотипа Хантаан (84FH), Khabarovsk и Topografov.

Для геновариантов хантавируса Добрава/Белград наибольшее влияние оказывает принадлежность разным хозяевам: Аросктиэ АаукоНэ или А. а§гапиз: так нуклеотидные последовательности из Словакии и России обнаруженные у А. agrarius более схожи, чем последовательности из одного и того же района Словакии от вирусов, принадлежавших разным хозяевам.

Следовательно, предположение о строгой зависимости генетических расстояний от географических в пределах генотипа, нельзя считать справедливым во всех случаях. В тех местах, где возникает несоответствие данному предположению, наблюдается перекрывание ареалов обитания разных видов, которые являются хозяевами для одного и того же вирусного генотипа: у хантавирусов Тула - МюгоШб агуаНБ, М. §ге§аНз, Ьа§игш ЬдигиБ, ареалы обитания, которых перекрываются на юге Западной Сибири; у Пуумала - Муоскэ гийсапш и М. §1агео1иБ, ареалы обитания, которых перекрываются от юга Западной Сибири, далее - через Урал, по северу европейской России до Карелии; у Хантаан - перекрытие ареалов обитания полевых мышей и крыс; у Добрава/Белград - А. ПаукоНэ и А. а£гагшз, ареалы которых перекрываются на территории Европы. Вероятнее всего, генетические расстояния между отдельными геновариантами формируются в ходе двух процессов: миграции хозяев и распространения хантавирусов в их популяциях, которое может происходить с переключением вируса с одного хозяина на другого. Грызуны - хозяева хантавирусов, в течение своей жизни обычно не совершают больших миграций, и площадь их обитания часто ограничена несколькими квадратными километрами. Однако, в прошлом, в связи с природными процессами, приводящими к изменению климатических условий и ландшафтов (чередование оледенений и межледниковых периодов, имевших место в северном полушарии или горообразование) происходило периодическое расселение всех видов грызунов из неких рефугиумов на территории современного обитания. И вместе с ними расселялись их паразиты, в т.ч. - хантавирусы. В Китае и Корее эти два процесса имеют место и в настоящее время из-за высокой мобильности крыс - основных хозяев вирусов генотипа Хантаан.

Анализ консервативности нуклеотидных последовательностей в - и М - сегментов хантавирусов. При анализе полученных филогенетических профилей, построенных для Б - сегментов разных генотипов, обнаруживается похожая картина (табл. 1): в кодирующей части сегмента выделяются четыре наиболее консервативных участка последовательности со схожими координатами, превышающими критические значения М1 = 135 - 140. Ширина участков у разных генотипов может отличаться. Наиболее консервативными оказываются участки 1 и 4; внутренние участки с номерами 2 и 3, расположенные в центре кодирующей части (=300 -790 н., =680 - 1030 н.), менее выражены, и при сравнении некоторых гено-

вариантов одного генотипа могут отсутствовать. Кроме концевых (3'- и 5'-) консервативных участков в не кодирующей части типичных для всех буньявирусов (The 5' Ends of Hantaan Virus (Bunyaviridae) RNAs Suggest a Prime-and-Realign Mechanism for the Initiation of RNA Synthesis/ D. Garcin [et al.]. J. of virology. -1995. -Vol. 69, № 9. -P. 5754-5762), иногда обнаруживается дополнительный консервативный фрагмент в некодирующей части на 3'- конце (участок 5, см. табл. 1)

Таблица 1

Результат анализа консервативности S - сегмента_

Генотип Координаты консервативных участков Б - сегмента (количество нуклеотидов от начала сегмента)

1 2 3 4 5

Тула 40-350 350-790 800-1030 1064-1358 *

Пуумала 40-280 300-600 700-980 1000-1300 *

Хантаан 40-250 300-560 680-950 1000-1300 —

Добра-ва/Белград 120-450 500-750 840-1100 1150-1320 1340-1650

Сеул «152-320 «780-965 1100-1330 —

Таблица 2

Результат анализа консервативности М-сегмента_

Генотип Координаты консервативных участков М-сегмента (количество нуклеотидов от начала сегмента)

гликопротеин Gl гликопротеин G2

Пуумала 360-660, 1130- 1320, 1500- 1880 1980-2300, 2480-2800,3100-3250

Хантаан 40-200, 220-450, 640-950, 1000-1250, 1500-1780 2140-2360,2500-2800

Добрава/ Белград * #

Сеул ♦ 2000-2250,2340-2670, 2750-3000, 3150-3370

Примечание: «—» отсутствие консервативного участка; «*» - невозможность точно определить координаты участка; « консервативный участок выделяется только при сравнении сильно дистанцированных геновариантов.

Анализ М-сегмента выявляет большую вариабельность последовательности гена Gl и несколько большую консервативность - гена G2, что согласуется с литературными данными (Schmalion C.S., Schmalion A.L., Dalryple J. M. Hantaan Virus M RNA: Coding Strategy, nucleotide Sequence, and Gene Order // Virologi. 1987. Vol. 157. P. 31-39). Для М-сегмента хан-тавирусов, также как и для S-сегмента, характерно сохраняющееся чередование консервативных и вариабельных участков в пределах генотипа (табл.2).

Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации. Генетические расстояния при сравнении гомологичных фраг-

ментов нуклеотидных последовательностей S и M - сегментов хантавиру-сов обычно сохраняются, но в некоторых случаях наблюдается их изменение в зависимости от того, какие фрагменты сегмента взяты для сравнения. Чтобы определить, что явилось причиной таких различий - накопление точечных мутаций или возникновение гомологичной рекомбинации -был проведен анализ консервативности нуклеотидных последовательностей, после чего, случаи резкого изменения уровня подобия, обнаруженные при сравнении консервативных участков, проверялись для выявления возможной гомологичной рекомбинации. В результате, у хантавирусов генотипов Тула, Пуумала, Хантаан и Добрава/Белград выявлены изоляты, M и S - сегменты которых являются результатом возникновения гомологичной рекомбинации внутри сегмента:

У генотипа Тула рекомбинантными являются S - сегменты изолятов D5-98, D17-98 и D63-98 из Германии, имеющие соседствующие участки, гомологичные географически дистанцированным вариантам: участки 1, 3 и фрагмент на 3'-конце имеют наибольшее подобие с вариантами из Моравии и Восточной Словакии (Kosice), а участки 4 и 2 - с сибирскими MG23/Omsk и Omsk/LL2.

В S - сегменте хантавируса Добрава/Белград в средней части кодирующей последовательности (участки 2 и 3) выявляется высокий уровень подобия всех изолятов, полученных от A. flavicolis и A. sylvaticus, независимо от их географического происхождения (MJ = 150 - 175). В то же время, на краевых консервативных участках 1 и 4 в кодирующей части последовательностей, может иметь место достаточно высокий уровень подобия с изолятами от A. agrarius: российским геновариантом Куркино и, в меньшей степени, с эстонским - Сааремаа (MJ = 145 - 165). По-видимому, в эволюционной истории этих групп имела место гомологичная рекомбинация, в которую вовлекались последовательности вышеупомянутых ге-новариантов хантавируса Добрава\Белград.

У хантавирусов генотипа Хантаан также выявлены рекомбинантные формы S - сегмента. При сравнении последовательностей изолятов AI6, TJJ16B между консервативными участками 3 и 4 наблюдается резкое падение значения MJ от 205 до 140, что можно рассматривать, как следствие гомологичной рекомбинации с участием неизвестной последовательности. Рекомбинантной является последовательность S - сегмента китайского изолята Ни (провинция Хубэй): на участке 2 наибольшее подобие (MJ = 160 - 170) - с геновариантом Q32 из провинции Гуйчжоу, а на участках 1, 3, 4 - с геновариантами из провинции Аньхой - Chen4, RG9, Е142, 84FH, hv84Fli (MJ = 158 - 170). Если рассматривать их географическое расположение, то геновариант Ни (провинция Хубэй) занимает промежуточное положение между геновариантами 84FIi, hv84FIi и Chen4 (провинция Аньхой) и геновариантом Q32 (Гуйчжоу). Таким образом, фрагменты

последовательности S - сегмента с высоким уровнем подобия могут сохраняться у географически отдаленных друг от друга геновариантов и отсутствовать у более близких.

М-сегмент вируса Хантаан изолята А16 также следует рассматривать как результат рекомбинации: часть последовательности (»1-1870 н.) кодирующая G1 слева от точки рекомбинации почти идентична (MJ«180-205) геноварианту Н8205, а часть справа (»1885-1300 н.), приходящаяся на G2 идентична М - сегменту геноварианта 84FU. Этот случай подтвержден и другими методами исследований (Chare E.R., Gould ЕА., Holmes Е.С. Phylogenetic analysis reveals a low rate of homologous recombination in negative-sense RNA viruses // J. Gen. Virol. 2003. Vol. 84. P. 2691-2703).

Из хантавирусов генотипа Пуумала к рекомбинантным можно отнести геновариант Ufa97.ll, имеющий мозаичную структуру гена G1: на участках с координатами 201 - 400, 540 - 600 н., характерный для географически близких последовательностей из одного кластера, наблюдается высокий уровень подобия с башкирскими и удмуртскими вариантами (MJ = 170 - 190) и, одновременно, низкий, характерный для сравнения геновариантов из разных кластеров (MJ » 130), на участке с координатами 400 - 540 н. Это может быть следствием включения в М - сегмент фрагмента из другой, не рассматривавшейся в данном обзоре последовательности. Следствием гомологичной рекомбинации у предковых по отношению к последовательности М - сегмента геновариантов Vindeln и Vranica может быть более высокое подобие (MJ = 140 - 150) с геновариан-том Sotkamo на участках с координатами 1245-1449 н. (G1) и 2260-2320 н. (G2) н. для Vindeln; и 2590-2650 н. (G2) для Vranica в то время как для остальных участков их последовательностей этого не наблюдается.

Корреляции замен в нуклеотндных последовательностях S -сегментов хантавирусов. В дальнейшем изложении без скобок указывается номер нуклеотида в последовательности, в скобках указан номер аминокислоты (а.к.), нуклеотидная замена в триплете которой является связанной с заменами в других нуклеотидах кодирующей последовательности.

Генотип Тула. Узловыми точками в последовательности, с которыми связано большинство значимых корреляций, являются нуклеотиды с координатами 817 (258 а.к.), 805 (254 а.к.) и 556 (171 а.к.).

Генотип Хантаан. Узловой точкой является нуклеотид с координатой 547 (170 а.к.). Число значимых корреляций намного меньше, чем для генотипа Тула (16 и 46 соответственно), при этом число нуклеотидных замен в расчете на 100 позиций у этих генотипов отличается незначительно (максимальные значения - 65 и 67 соответственно), это говорит о меньшей

согласованности возникающих здесь мутаций по сравнению с геномом вирусов Тула.

Генотип Пуумала. Здесь обнаруживается наибольшее количество коррелированных замен нуклеотидов (359). Узловыми точками являются нукледотиды с координатами: 654 (204 а.к.) - с ним связано 25 коррелированных замен, 687 (215 а.к.) - 24, 804 (254 а.к.) - 23, а также нуклеотиды в интервале 590-850, между которыми наблюдается значительное число корреляций. Видимо мутации, возникающие в S - сегменте вирусов Пуумала, более согласованы между собой и, возможно, с мутациями в некодирую щей части (3'- конец).

Генотип Добрава/Белград. Значимые корреляции отмечаются в 26 аминокислотных позициях. Количество нуклеотидных замен в расчете на сто позиций (< 38) было наименьшим среди рассмотренных генотипов, но так же, как и в случае вирусов Пуумала, сильно возрастало по направлению к 3'- концу последовательности. Наибольшее количество значимых коррелированных нуклеотидных замен зафиксировано для нуклеотида с координатой 208 (56 а.к.).

Генотип Сеул. Значимых корреляций не обнаружено.

Наличие коррелированных замен нуклеотидов в триплетах основной рамки считывания S - сегмента генома хантавирусов различных генотипов позволяет говорить о том, что отбор мутаций идет связанно по нескольким позициям в последовательности сегмента. Это может быть одним из механизмов, приводящих к дивергенции вирусов. Непосредственные причины существования корреляций не выявлены, но известно, что особенности вторичной структуры РНК влияют на замены, происходящие в нуклеотидной последовательности (например, при формировании шпилек РНК и третичных взаимодействиях). Есть также вероятность того, что обнаруженные корреляции являются результатом существования ограничений для третичной структуры белка нуклеокапсида у хантавирусов. N-протеин, кодируемый S - сегментом, выполняет несколько функций в процессе жизнедеятельности хантавирусов (Characterization of the Hantaan Nucleocapsid Protein-Ribonucleic Acid Interaction / W. Severson [et al.] // The Journal of Biological Chemistry. 1999. Vol. 274. N 47. P. 33732-33739; The RNA Binding Domain of the Hantaan Virus N Protein Maps to a Central, Conserved Region / X.Xu [et al.] // J. Virol. 2002. Vol. 76. N 7. P. 3301-3308). Он взаимодействует с тремя видами вирусных РНК: геномной РНК, антигеномной РНК и матричной РНК. Следовательно, можно ожидать наличие связи между изменениями, возникающими в аминокислотной последовательности белка нуклеокапсида, и изменениями, возникающими в местах связывания (или рядом с ними) на нуклеотидной последовательности вирусных РНК. В пользу этого говорит обнаружение многочисленных корреляций нуклеотидных замен в S - сегменте генотипа Пуумала, для кото-

рого предполагается существование множества связывающих сайтов для белка нуклеокапсида (Characterization of the Hantaan Nucleocapsid Protein-Ribonucleic Acid Interaction / W. Severson [et al.] // The Journal of Biological Chemistry. 1999. Vol. 274. N 47. P. 33732-33739), действующих кооперативно, а не 1-2 консервативных участка на 5' конце, как предполагается в случае с вирусами Хантаан и Тула.

Таблица 3.

Количество обнаруженных корреляций._

Пуумала Тула Хантаан Добрава/ Белград

грызуны- хозяева вирусов М. glareolus M.rufocanus М. arvalis М. arvalis obscuras M.gregaüs M.agrestis L. lagurus Pitymys subter-raneus M. rufocanus A. peninsulae A. agrarius Niviventer Confucian us Rattus norvegicus R. nitidus A.sylvaticus, A. flavi- collis A.agrarius

количество корреляций 321 34 19 26

Как видно (см. табл. 3), наличие большого числа корреляций (как у генотипа Пуумала) возможно ведет к ограничению числа хозяев, в то время как генотип Хантаан, у которого выявлено наименьшее число корреляций, связан с наибольшим числом хозяев-грызунов. Это можно объяснить тем, что наличие корреляций препятствует возникновению быстрых изменений в генетических последовательностях за счет дополнительного направленного отбора мутаций, которые должны соответствовать схеме корреляций. А при переключении вируса на другого хозяина быстрые изменения генома часто являются условием выживания вируса в новой среде.

Результаты моделирования микроэволюции хантавирусных популяций. Популяции, полученные в результате моделирования, по своему составу соответствуют понятию "квазивид", и являются устойчивым состоянием, к которому стремится данная система при наличии постоянных условий. Численный рост популяции наиболее приспособленных последовательностей, получаемый при работе предложенной имитационной модели, может изменяться в соответствии с классическими вариантами (Риз-ниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Математические модели биологических продукционных процессов. М.: Изд. МГУ, 1993. 301 е.), наблюдаемыми при решении дискретного аналога уравнения Ферхюльста: 1) при небольших скоростях роста популяции возрастать по логистическому закону до максимально возможного; 2) при средних скоростях роста популяции меняться периодически; 3) при больших скоростях роста популяции изменяться стохастически.

Проводились следующие варианты моделирования:

- без учета корреляций замен нуклеотндов, наблюдался: а) рост максимального значения приспособленности внутри популяции в случаях монотонного возрастания и (или) наличии периодических колебаний численности группы наиболее приспособленных последовательностей (при устанавливаемой скорости возникновения замен 10"4-10'5 замен на нуклео-тид на одну генерацию); б) беспорядочные колебания максимального значения приспособленности или его снижение в случае стохастических изменений численности при большей скорости возникновения замен (>Ю3) замен на нуклеотид на одну генерацию.

- с учетом корреляции замен нуклеотидов: а) при наличии многочисленных, интенсивных корреляций, выявляемых со значениями М1 > 20, например, как у хантавирусов генотипа Тула, может проявиться режим хаотических колебаний численности в группе наиболее приспособленных последовательностей (приспособленность при этом остается на одном уровне или падает) даже при сравнительно низкой скорости возникновения замен (5*10'5); б) при малом числе корреляций, например, как у генотипа Хантаан или их отсутствии, как у генотипа Сеул, в процессе моделирования реализуются пути, описанные для случаев без корреляций. Это может быть объяснено нарушением схемы корреляций нуклео-тидных замен и, соответственно, уменьшением значения приспособленности и полной элиминацией мутировавших последовательностей и их потомков, даже при высоком уровне гомологии внутри группы. Тогда, место группы наиболее приспособленных последовательностей занимает другая субпопуляция с достаточно большим значением приспособленности у каждой последовательности. Такой режим быстрого восстановления при режиме хаотических колебаний численности группы наиболее приспособленных последовательностей возможен при наличии высокого уровня гомологии (>94%) внутри всей популяции.

Наличие корреляций в процессе моделирования ведет также к снижению значения максимальной достигаемой приспособленности в популяции и большему генетическому разнообразию последовательностей, полученных в результате моделирования.

- с учетом гомологичной рекомбинации: выявляются все вышеописанные закономерности в поведении моделируемых популяций. Кроме того, в ограниченных по численности популяциях наличие гомологичной рекомбинации ведет к достижению большего максимального значения приспособленности и к ускорению темпов микроэволюции (рис. 4). Это происходит за счет ускоренного распространения наиболее приспособленной последовательности, а также вследствие того, что рекомбинации могут способствовать объединению в одном генотипе различных благоприятных мутаций, что дает, таким образом, селективные преимущества

(Хедрик Ф. Генетика популяций М.: Техносфера, 2003. 592 е.). Кроме того, популяция не переходит в режим хаотических колебаний численности в случаях, когда скорость роста подгруппы немного выше критической, дающей такой переход при отсутствии рекомбинаций. Наличие рекомбинации стабилизирует систему только в определенных пределах скорости роста: при дальнейшем ее увеличении изменения численности становятся хаотическими, а приспособленность последовательностей уменьшается.

— без учета рекомбинаций с учетом рекомбинаций

Рис. 4. Изменение приспособленности в ходе микроэволюции моделируемой популяции при наличии гомологичной рекомбинации в Б-сегменте и без нее.

Выводы

1. Генетические расстояния внутри генотипов хантавирусов определяются не только географическим расстоянием и видовой принадлежностью хозяев, но в большей мере историей расселения хозяев и вирусов включающей переключения на нового хозяина при перекрывании ареалов обитания хозяев.

2. В кодирующих частях последовательностей М и Б - сегментов генома хантавирусов Старого Света имеет место устойчивое чередование консервативных и вариабельных участков, эволюционирующих с различной скоростью, а также действует механизм гомологичной рекомбинации

3. Наличие в кодирующих частях последовательностей Б - сегмента генома хантавирусов Тула, Пуумала, Хантаан и Добрава/Белград корреляций в возникновении нуклеотидных замен является механизмом, лимитирующим генетический дрейф и ограничивающим возможности приспособления хантавирусов к новым хозяевам.

4. Имитационное моделирование демонстрирует, что:

- наличие корреляций нуклеотидных замен оказывает направляющее действие на эволюционный процесс, канализируя действие отбора;

- учет возможности рекомбинаций приводит: к ускорению темпов эволюции популяции; к большей устойчивости процесса эволюции последовательностей за счет более быстрого распространения благоприятных мутаций в популяции; к достижению более высокого уровня приспособленности в ограниченной по численности популяции.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Тюлько Ж.С. Филогенетические отношения хантавирусов с применением метода вычисления взаимной информации. Вирусы генотипа Тула/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко // Вопр. вирусологии. -2006. - №3. - С. 3742. ,

2. Тюлько Ж.С. Изучение филогенетических отношений хантавирусов генотипа Пуумала с применением метода вычисления взаимной информации/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко // Вопр. вирусологии. -2007. - №2. - С. 20 -24.

3. Тюлько Ж.С. К вопросу о темпах эволюции хантавирусов генотипа Пуумала/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко // Тихоокеанский медицинский журнал. -2008. - №2. - С. 28 - 32.

4. Тюлько Ж.С. Связанные замены в малом сегменте генома хантавирусов Старого света/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко // Вопр. вирусологии. -2008.-№3,-С. 28 -34.

Научные статьи и материалы:

1. Тюлько Ж.С. Применение метода весовых функций к анализу рапро-страненности SINES в генетических последовательностях/ Ж.С.Тюлько, Е.В.Короткое //Новые информационные технологии в медицине и экологии. -Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 1997. -С. 75-76.

2. Тюлько Ж.С. Изучение филогенетических отношений хантавирусов с применением метода вычисления взаимной информации (на примере Хантаан-подобных вирусов)/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко //Хантавирусы и хантавирусные инфекции. - Владивосток, 2003.-С. 173-181.

3. Тюлько Ж.С. О существовании зон рекомбинации у хантавирусов/ Ж.С.Тюлько, В.В.Якименко, А.Е.Деконенко //Актуальные аспекты при-родноочаговых болезней. - Омск, 2001. -С. 85-86.

4. Якименко В.В. Филогенетические отношения западно-сибирских хантавирусов генотипов Тула и Пуумала/ В.В.Якименко, Ж.С.Тюлько, А.Е.Деконенко //Хантавирусы и хантавирусные инфекции. - Владивосток, 2003.-С. 161-172.

5. Korotkov E.V. Latent sequence periodicity of some oncogenes and DNA-binding protein genes/ E.V.Korotkov, M.A. Korotkova, J.S.Tulko // CABIOS.-1997. -Vol.13, №1. -P.37-44.

6. Korotkov E.V., MIRs are present in coding regions of human genes/ E.V.Korotkov, J.S.Tulko, D.A.Phoenix // DNA Sequence. - 1998. -Vol.8, -P.31-38.

7. Tulko J.S. Distribution of MB1 repetitive elements in different genomes and discovery MB1 in exons/ J.S.Tulko, E.V.Korotkov // Moskow: preprint/MEPhi, 004-97,1997. -20p.

На правах рукописи

ТЮЛЬКО ЖАННА СЕРГЕЕВНА

03.00.16-экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Омск-2009

Подписано в печать 12.11.2009 Формат 60x84/16 Бумага офсетная П.л. -1,0 Способ печати - оперативный Тираж 100

Издательско-полиграфический центр ОмГМА 644043, г. Омск, ул. Ленина, 12; тел. 23-05-98

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тюлько, Жанна Сергеевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Сведения об исследуемых хантавирусах.

1.1.1. Общие данные о роде (систематика, терминология, распространение, хозяева, общая характеристика генома, вариабельность).

1.1.2. Особенности генотипа Тула.

1.1.3. Особенности генотипа Пуумала.

1.1.4. Особенности генотипа Хантаан.

1.1.5. Особенности генотипа Сеул.

1.1.6. Особенности генотипа Добрава/Белград.

1.1.7. Хантавирусы Нового Света, распространение, патогенность, свойства.

1.1.8. Генотипы Хабаровск, Топографов, Амур.

1.1.9. Особенности взаимодействия хантавирусов с их хозяевами.

1.2. Методы филогенетических построений и классификаций, используемых при изучении эволюции вирусов.

1.3. Сведения об эволюции генома хантавирусов и моделях эволюции генетических последовательностей.

1.4. Механизмы эволюции вирусных последовательностей.

1.5. Методы моделирования эволюции вирусов и их генетических последовательностей.

1.6. Постановка задач исследования.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования, терминология, дополнительные материалы, данные и программное обеспечение.

2.2. Схема анализа хантавирусных генетических последовательностей.

2.3. Описание имитационной модели.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Генотип Тула.

3.1.1. Анализ филогений вирусов генотипа Тула, построенных по нуклео-тидным последовательностям S - и М - сегментов генома.

3.1.2. Результаты оценки консервативности и изменчивости нуклеотидных последовательностей S и М сегментов.

3.1.3. Корреляции в нуклеотидных последовательностях S-сегмента.

3.1.4. Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации.

3.1.5. Особенности эволюции, выявленные у хантавирусов генотипа Тула.

3.2. Генотип Пуумала.

3.2.1. Анализ филогений вирусов генотипа Пумала, построенных по нук-леотидным последовательностям S - и М - сегментов генома.

3.2.2. Результаты оценки консервативности и изменчивости последовательностей S сегмента.

3.2.3. Корреляции в нуклеотидных последовательностях S-сегмента.

3.2.4. Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации.

3.2.5. Особенности эволюции, выявленные у хантавирусов генотипа Пуумала.

3.3. Генотип Хантаан.

3.3.1. Анализ филогений вирусов генотипа Хантаан, построенных по нук-леотидным последовательностям S - и М - сегментов генома.

3.3.2. Результаты оценки консервативности и изменчивости последовательностей S сегмента.

3.3.3. Корреляции в нуклеотидных последовательностях S-сегмента.

3.3.4. Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации.

3.3.5. Особенности эволюции, выявленные у хантавирусов генотипа Хантаан.

3.4. Генотип Добрава/Белград.

3.4.1. Анализ филогений вирусов генотипа Добрава/Белград, построенных по нуклеотидным последовательностям S - и М - сегментов генома.

3.4.2. Результаты оценки консервативности и изменчивости последовательностей S сегмента.

3.4.3. Корреляции в нуклеотидных последовательностях S-сегмента.

3.4.4. Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации.

3.4.5. Особенности эволюции, выявленные у хантавирусов генотипа Добрава/Белград.

3.5. Генотип Сеул.

3.5.1. Анализ филогений вирусов генотипа Сеул, построенных по нуклеотидным последовательностям S - и М - сегментов генома.

3.5.2. Результаты оценки консервативности и изменчивости последовательностей S сегмента.

3.5.3. Корреляции в нуклеотидных последовательностях S-сегмента.

3.5.4. Филогенетические отношения и потенциальные участки рекомбинации.

3.5.5. Особенности эволюции, выявленные у хантавирусов генотипа Сеул.

3.6. Генотипы Нового Света.

3.7. Сравнение результатов анализа генетических последовательностей, полученных для разных генотипов.

3.8. Результаты моделирования микроэволюции популяции генетических последовательностей S-сегмента генома хантавирусов.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-генетические механизмы изменчивости генома хантавирусов и их влияние на микроэволюцию ограниченной по численности вирусной популяции"

Актуальность проблемы. Одной из актуальных проблем экологии, в связи с ростом количества заражений хантавирусными инфекциями, является изучение взаимоотношений вирусов с популяциями их хозяев. Хантавирусы относятся к семейству буньявирусов, распространены в Старом и Новом Свете, переносятся мышевидными грызунами и способны вызывать у человека опасные заболевания иногда со смертельным исходом: гемморагическую лихорадку с почечным синдромом (ГЛПС) и хантавирусный пульмонарный синдром (ХПС). Вирусы гаплоидны и размножаются бесполым путем. Эволюционная теория развивалась преимущественно применительно к организмам, размножающимся половым путём, в результате чего многие её представления не могут быть непосредственно распространены на бесполые организмы. Однако, в последние годы были достигнуты важные результаты, обогатившие теорию эволюции, базирующиеся именно на изучении вирусных популяций (Domingo et al., 1998; Eigen, 1993; Plyusnin et al., 1996a; Sironen et al., 2008; Wilke, Novella, 2003). Эти успехи стали возможными благодаря развитию многочисленных исследовательских программ по накоплению информации в генетических банках данных, таких как EMBL (банк Европейской молекулярно-биологической лаборатории) и GenBank (банк Национальной лаборатории Лос-Аламоса), а также развитию методов компьютерного анализа генетических последовательностей и методов моделирования их эволюции с точки зрения экологии - как популяций, подвергающихся воздействию иммунной системы хозяина и взаимодействующих с организмом своего хозяина в качестве среды обитания (Izmailian, et al.,2007; Kamp, Bornholdt, 2002; Swetina, Schuster, 1982; Wilke, 2002).

В течение многих лет широко обсуждается вопрос о различном понятии термина «популяция» в генетике, экологии, эпидемиологии и систематике вирусов. При этом, при описании популяций у вирусов обычно выделяют: внутриклеточную популяцию, популяцию на уровне организма-хозяина и «природную популяцию», объединяющую все популяции вирусов одного и того же генотипа, циркулирующих в определённом ландшафтно-географическом районе (Чунихин, Леонова, 1985). Считается, что структура природных популяций вирусов определяется популяционной структурой хозяина. Эволюция РНК-вирусов может происходить быстрыми темпами, и появление у них межпопуляционных различий квалифицируются, как микроэволюционные процессы, происходящие внутри вида (Цилинский, 1988).

Наибольший вклад в формирование представлений о структуре и эволюции популяций РНК- вирусов был внесен при разработке концепции квазивида. Неточность работы РНК - зависимой РНК - полимеразы и отсутствие системы репарации РНК у вирусов приводит к формированию квазивида — множества генетически близких, но не идентичных вирусов одного генотипа, с разной приспособленностью, конкурирующих между собой в процессе микроэволюции в клетках хозяина (Domingo et al., 1998). Иммунная система хозяина, организм которого является средой обитания возбудителя, направляет микроэволюцию вирусов. При изменении среды обитания вирусов - изменении иммунной реакции организма-хозяина или при передаче другому хозяину, один квазивид сменяется другим, несколько отличающимся от предыдущего. Таким образом, в группах контактирующих между собой организмов - хозяев, формируются постоянно эволюционирующие и смешивающиеся вирусные популяции, на свойствах которых основана современная классификация вирусов, вводящая для хантавирусов понятие «генотип» аналогичное понятию «вид» у более сложных организмов.

Эволюция хантавирусов тесно связана с эволюцией их хозяев - грызунов, что отражается в структуре филогенетических деревьев, построенных по генетическим последовательностям тех и других. Эти деревья имеют звездчатое строение (Plyusnin, Vapalahti, Vaheri, 1996), показывающее древнее происхождение хантавирусов, связанное с процессами видообразования у хозяев. Считалось, что генетические расстояния между ветвями этих деревьев у хантавирусов, в пределах одного и того же генотипа, зависят от степени географической удаленности отдельных популяций. Однако, в последнее время, были обнаружены факты, противоречащие этому мнению, а так же поставлен вопрос об изменении классификационных критериев при выделении вирусных геновариантов (подвидов), в связи с большей изменчивостью нуклеотидных последовательностей в пределах одного и того же генотипа, чем это допускается нормами международного комитета по таксономии вирусов (Plyusnin, 2002). Большинство таких несоответствий наблюдается при смене вирусом хозяев, что показывает необходимость изучения механизмов изменчивости вирусов, обусловленных особенностями взаимодействия с организмом хозяина.

Основными механизмами изменчивости возможными у вирусов считаются точечные мутации, реассортация и гомологичная рекомбинация. При бесполом типе размножения внутрипопуляционные генетические связи могут отсутствовать, однако если присутствует способность к рекомбинации, то имеется эпизодический генетический обмен между отдельными линиями популяции, что приводит к образованию новых рекомбинантных клонов. Типичным для хантавирусов (и многих других вирусов с модульной организацией генома) является процесс реас-сортации — особой разновидности рекомбинации, при которой вирусы обмениваются отдельными сегментами генома. Кроме того, исследования последних лет показали возможность гомологичной рекомбинации внутри сегментов отдельных хантавирусов (Plysnin et al., 2002; Sibold et al., 1999b; Sironen, Vaheri, Plysnin, 2001).

Влияние рекомбинации на внутрипопуляционные процессы заранее предсказать нельзя, оно может быть разнообразным и приводить к результатам, зависящим от характеристик самой популяции вирусов, от возможности смешанной инфекции, от жизнеспособности мутантных клонов, от действия (или отсутствия) отбора и т.д. Общий анализ влияния рекомбинационных процессов на эволюцию хантавирусов проводился в некоторых работах (Sironen, Vaheri, Plysnin, 2001; Tajima, Takezaki, 1994). Однако, фрагментарность исходных данных (последовательности многих хантавирусов были секвенированы не полностью) и недостаточная изученность характеристик самих вирусных популяций (сведений о заболеваемости, скорости мутаций, механизмов взаимодействия с организмом хозяина и распространенности) ограничивают область исследования. Поэтому требуется более широкое изучение проблемы и построение по возможности более полной модели этих процессов.

К началу исследования, достоверная возможность рекомбинации в пределах S - сегмента была показана для хантавирусов генотипа Тула (Sibold et al., 1999b). Представляла интерес оценка наличия подобных процессов и у других хантавирусов, что потребовало проведения глобального сравнения имеющихся в настоящее время вирусных последовательностей, и уточнения филогенетических отношений внутри отдельных групп вирусов с привлечением новых данных в частности о ге-новариантах из Омской области, полученных в ФГУН Омский НИИ природно-очаговых инфекций Роспотребнадзора (в настоящее время они депонированы в GenBank). Кроме того, моделирование микроэволюционных процессов у хантавирусов не проводилось, поэтому построение модели было необходимо, так как позволяло оценить роль различных механизмов изменчивости и понять направленность процессов формообразования в данной группе вирусов, а также эволюционные ограничения, накладываемые на вирусную популяцию взаимодействием с организмом хозяина.

Цель исследования: Выявить эколого-генетические механизмы изменчивости геномов хантавирусов и исследовать их влияние на процессы микроэволюции в популяциях хантавирусов, ограниченных по численности.

Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

1) Проанализировать изменчивость генома хантавирусов в пределах отдельного генотипа в связи с особенностями географического распространения и взаимодействия с видом хозяина.

2) Выявить структурные особенности генетических последовательностей, влияющие на изменчивость генома, возникающую в процессе приспособления к организму хозяина, у наиболее распространенных хантавирусов Старого Света.

3) Применить имитационную модель микроэволюции ограниченной по численности популяции хантавирусов для оценки направленности эволюционного процесса, связанной с действием выявленных механизмов изменчивости генома хантавирусов и структурными особенностями генома.

Научная новизна. Впервые выполнен сравнительный статистический анализ консервативности первичной структуры S и М сегментов генома хантавирусов генотипов Старого Света. Впервые показано наличие гомологичной рекомбинации у хантавирусов Пуумала и Хантаан. Показано существование коррелированных нуклеотидных замен в S - сегментах генотипов Тула, Пуумала, Хантаан, Доб-рава/Белград. Разработан алгоритм поиска гомологичных рекомбинаций в массиве выровненных нуклеотидных последовательностей с применением метода вычисления значений взаимной информации. Впервые проведено имитационное моделирование микроэволюции хантавирусных последовательностей, учитывающее возможность осуществления гомологичной рекомбинации и существование связанных нуклеотидных замен в S - сегменте, позволившее охарактеризовать влияние этих механизмов изменчивости на микроэволюцию ограниченной по численности популяции хантавирусов.

Практическая ценность. Не смотря на то, что работа является теоретическим исследованием, она имеет и практическое значение Полученные данные, раскрывают действие некоторых эколого-генетических механизмов микроэволюции хантавирусов Старого Света, влияющих на изменение приспособленности вирусов к организму хозяев-грызунов, расширяют и углубляют представления о процессах, происходящих в вирусных популяциях. Результаты исследования могут быть использованы при уточнении классификационных критериев хантавирусов, создании вакцин, в медицинской практике, в дальнейшей научно - исследовательской работе.

Основные положения, выносимые на защиту.

2. Приспособительные механизмы изменчивости у большинства ханта-вирусов включают в себя не только накопление точечных замен нуклеотидов, но и возможность гомологичной рекомбинации.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на конференциях:

Актуальные аспекты природноочаговых болезней.» - межрегиональная научно-практическая конференция, г. Омск: 2001 г.

Конференция, посвященная 70-летию изучения хантавирусов на Дальнем Востоке, г. Владивосток, 2003 г.

Актуальные проблемы сохранения здоровья населения Сибири.» - межрегиональная научно-практическая конференция, г. Омск, 2008 г.

Конференция, посвященная 70-летию медико-профилактического факультета ОГМА, г. Омск, 2008 г.

Республиканская конференция, посвященная 70-летию учения Е. Н. Павловского о природной очаговости болезней, г. Омск, 2009 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы (235 - источников, из них 206 - зарубежных). Материалы изложены на 135 листах компьютерного текста. Работа иллюстрирована 25 рисунками и 11 таблицами. Имеются приложения.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Тюлько, Жанна Сергеевна

ВЫВОДЫ

2. В кодирующих частях последовательностей М - и S - сегментов генома хантавирусов Старого Света имеет место устойчивое чередование протяженных консервативных и вариабельных участков, эволюционирующих с различной скоростью, а также действует механизм гомологичной рекомбинации

3. Наличие в кодирующих частях последовательностей S - сегмента генома хантавирусов Тула, Пуумала, Хантаан и Добрава/Белград корреляций в возникновении нуклеотидных замен является механизмом, лимитирующим генетический дрейф и ограничивающим возможности приспособления хантавирусов к новым хозяевам.

4. Имитационное моделирование демонстрирует, что:

- учет возможности гомологичных рекомбинаций приводит: к ускорению темпов эволюции популяции; к большей устойчивости процесса эволюции последовательностей за счет более быстрого распространения благоприятных мутаций в популяции; к достижению более высокого уровня приспособленности в ограниченной по численности популяции.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тюлько, Жанна Сергеевна, Омск

1. Банникова А.А. Молекулярные маркеры и современная филогенетика млекопитающих / А.А. Банникова // Журнал Общей биологии 2004. -Т 65. -№4. -С.278-305.

2. Бобринский Н.А. Определитель млекопитающих СССР / Н.А. Бобрин-ский, Б.А. Кузнецов, А.П. Кузякин // М.: Просвещение, 1965. 382 с.

3. Вейр Б. Анализ генетических данных / Б. Вейр М.: Мир, 1995.- 400с.

4. Каширина И.Л. Введение в эволюционной моделирование / И.Л. Каши-рина-Воронеж.: Воронежский государственный университет, 2007. -40 с.

5. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности / М. Киму-ра.- М.: Мир, 1985.- 400 с.

6. Клюев Н.И. Информационные основы предачи сообщений / Н.И. Клюев. М.: «Советское радио», 1966. -360 с.

7. Короткое Е.В. MB 1-семейство повторов в клонах из геномов некоторых млекопитающих / Е. В. Короткое // Серия Биологическая. —1992. №4. -Р. 546-557.

8. Кульбак С. Теория информации и статистика / С. Кульбак. М.: Наука, 1967.-220 с.

9. Моран П. Статистические процессы эволюционной теории / П. Моран.-М.: Наука, 1973.-288 с.

10. Ю.Моттль В.В. Скрытые марковские модели в структурном анализе сигналов / В.В. Моттль, И.Б. Мучник. М.: ФИЗМАТЛИТ, 1999. - 352 с.

11. П.Огнев С.И. Звери СССР и прилежащих стран (звери восточной европы и северной азии) / С.И. Огнев.- М.: Издательство Академии Наук СССР, 1950.-348 с.

12. Ратнер В.А. Математическая популяционная генетика / В.А. Ратнер.-Новосибирск: Наука, 1976.- 128 с.

13. Редько В.Г. Оценка скорости эволюции в моделях Эйгена и Куна / В.Г. Редько // Биофизика. -1986. Т.31. №3. С.511 -516.

14. Лоскутов А.Ю. Введение в синергетику: Учеб. руководство / А.Ю. Лоскутов, А.С. Михайлов М.: Наука., 1990.- 272 с.

15. Свирежев Ю.М. Основы математической генетики / Ю.М.Свирежев, В.П. Пасеков.- М.: Наука, 1982.- 511 с.

16. Хантавирусы и хантавирусные инфекции / под ред. Р.А. Слоновой, В.А. Иванис. Владивосток: ОАО «Примполиграфкомбинат», 2003.- 335 с.

17. Циркуляция вируса Сеул в популяциях синантропных грызунов и его значение в заболеваемости ГЛПС в Приморском крае / Р.А. Слонова и др. // Вопр. Вирусологии. -1999. №5. - С. 213 - 217.

18. Молекулярная биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот / под ред. А.С. Спирина. М.: Высш. Шк., 1990. - 352 с.

19. Современное состояние проблемы ГЛПС / Е.А. Ткаченко и др. // Природноочаговые болезни человека. -2001. Омск, - С. 22 - 32.

20. Хантавирусы и хантавирусные вакцины /Е.Ф. Ткаченко и др. // Хан-тавирусы и хантавирусные инфекции, под ред. Р.А. Слоновой В.А. Иванис.-Владивосток: ОАО «Примполиграфкомбинат». -2003. С. 5678.

21. Чалей М.Б. Информационный подход к выявлению сходства генов тРНК и их глобальная классификация / М.Б. Чал ей, Е.В. Коротков // Изв. АН СССР. Сер. биол. -1991. -№ 6. -С. 915-927.

22. Чунихин С.П. Экология и географическое распространение арбовиру-сов / С.П. Чунихин, Г.Н. Леонова. М.: Медицина, 1985, 126 с.

23. Цилинский Я.Я. Популяционная структура и эволюция вирусов / Я.Я. Цилинский. М.: Медицина, 1988, - 237 с.

24. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. - 463 с.

25. Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул / М. Эйген.- М.: Мир, 1973.- 216 с.

26. Эйген М. Гиперцикл. Принципы самоорганизации молекул / М. Эйген, П. Шустер.- М.: Мир, 1982.- 270 с.

27. Выявление хантавирусов и хантавирусных инфекций в субтропической зоне Краснодарского края / Ю.В. Юничева // Тез. докл. межрег. научно-практической конференции: Актуальные аспекты природноочаговых болезней. Омск, 2001. - С. 87-88.

28. Truncated Hantavirus Nucleocapsid Proteins for Serotyping Hantaan, Seoul, and Dobrava Hantavirus Infections / K. Araki et al. // J. Clin. Microbiol. -2001. Vol.39, №7. -P.2397—2404.

29. Coding properties of the S and the M genome segments of Sapporo rat virus: Comparison to other causative agents of hemorrhagic fever with renal syndrome / J. Arikawa et al. // Virology. -1990. -Vol.l76. -P.l 14-125.

30. Molecular evolution of Puumala hantavirus in Fennoscandia: phylogenetic analysis of strains from two recolonization routs, Karelia and Denmark / K. Asikainen et al. // J. Gen. Virol.- 2000. -Vol.81, № 12.- P.2833-2841.

31. Genetic analysis of wild-type Dobrava hantavirus in Slovenia: co-existence of two distinct genetic lineages within the same natural focus / T. Avsic-Zupanc et al. // Journal of General Virology. -2000. -Vol.81. -P.l 7471755.

32. Mediterranean Europe as an area of endemism for small mammals rather than a source for northwards postglacial colonization / D.T. Bilton et al. // Proc. R. Soc. Lond. В 1998. -Vol. -265, -P.1219-1226.

33. A genetic-algorithm approach to simulating human immunodeficiency virus evolution reveals the strong impact of multiply infected cells and recombination / G. Bocharov et al. // Journal of General Virology. 2005. -Vol.86, -P.3109-3118.

34. Analysis of Hantavirus Genetic Diversity in Argentina: S Segment-Derived Phylogeny / M.C. Bohlman et al. // J. of virology. -2002. -Vol.76, №8. -P.3765-3773.

35. Bonhoeffer S. Virus evolution — the importance of being erroneous/ S. Bon-hoeffer, P. Sniegowski // Nature. -2002, №420. -P. 367-369.

36. Boerlijst M.C. Viral quasi-species and recombination / M.C. Boerlijst, S. Bonhoeffer, M.A. Nowak // Proc. R .Soc. Lond. B. Biol. Sci. -1996. -Vol.263.-P. 1577-1584.

37. Experimental infection model for Sin Nombre hantavirus in the deer mouse ( Peromyscus maniculatus) / J. Botten et al. // PNAS. -2000. Vol.97, №19. -P. 10579-10583.

38. Shedding and Intracage Transmission of Sin Nombre Hantavirus in the Deer Mouse (Peromyscus maniculatus) Model / J. Botten et al. // J. of virology. -2002. -P.7587-7594.

39. Persistent Sin Nombre Virus Infection in the Deer Mouse (Peromyscus maniculatus) Model: Sites of Replication and Strand-Specific Expression / J. Botten et al. // J. of virology. -2003. -Vol.77, №2. -P.l 540-1550.

40. Bull J J. Quasispecies Made Simple / J.J. Bull, L. A. Meyers, M. Lachmann // PLoS Computational Biology. -2005. -Vol.1 №6. -P. 450-460.

41. Theory of lethal mutagenesis for viruses / J.J. Bull et al. // J. Virol. -2007, -Vol.81.-P. 2930-2939.

42. Hantavirus Reservoir Hosts Associated with Peridomestic Habitats in Argentina / G. Calderon et al. // Emerging Infectious Diseases. —1999. Vol.5, №6. -P.792-797.

43. Chare E.R. Phylogenetic analysis reveals a low rate of homologous recombination in negative-sense RNA viruses / E.R. Chare, E.A. Gould, E.C. Holmes // J. Gen. Virol. -2003. Vol.84. -P.2691-2703.

44. Chu Y. A Vaccinia Virus-Vectored Hantaan Virus Vaccine Protects Hamsters from Challenge with Hantaan and Seoul Viruses but Not Puumala Virus / Y. Chu, G.B. Jennings, C.S. Schmaljohn // J. of virology. -1995, -Vol.69, №10. -P.6417-6423.

45. Epizootiology of hantavirus infection in Japan/ Epizootology of hantavirus infection in Japan / N. Lokugamage et al. // Microbiol. Immunol. -2004, -Vol.48 №11. -P. 843-851.

46. T-helper and humoral responses to Puumala hantavirus nucleocapsid protein: identification of T-helper epitopes in a mouse model / C. de Carvalho Nica-cio et al. // J. of General Virology. -2001. -Vol.82. -P. 129-138.

47. Cross-Protection against Challenge with Puumala Virus after Immunization with Nucleocapsid Proteins from Different Hantaviruses / C. de Carvalho Nicacio et al. // J. of virology. -2002. Vol.76, №13. -P.6669-6677.

48. Host—parasite 'Red Queen' dynamics archived in pond sediment / E. De-caestecker et al. // Nature. -2007. Vol.450. -P.870-873.

49. Genetic similarity of Puumala viruses found in Finland and western Siberia and of the mitochondrial DNA of their rodent hosts suggests a common evolutionary origin / A. Dekonenko et al. // Infection, Genetics and Evolution. -2003. -Vol.3. -P.245-257.

50. Quasispecies structure and persistence of RNA viruses / E.E. Domingo et al. // Emerg. Infect. Dis. -1998. -Vol.4. -P.521-527.

51. Drake J.W. Mutation rates among viruses / J.W. Drake, J.J. Holland // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, - Vol.96, -P.13910-13913.

52. Pathogenicity of Hantaan Virus in Newborn Mice: Genetic Reassortant Study Demonstrating that a Single Amino Acid Change in Glycoprotein G1 Is Related to Virulence / H. Ebihara et al. // J. of virology. -2000. -Vol.74, №19. -P.9245-9255.

53. Eigen M. Viral quasispecies / M. Eigen // Sci. Am.- 1993. Vol.269. -P.42-49.

54. Eigen M. Molecular quasi-species / M. Eigen, J. McCaskill, P. Schuster // J. Phys. Chem. -1988. -Vol.92. -P.6881-6891.

55. A major antigenic domain for the human humoral response to Puumala virus nucleocapsid protein is located at the amino-terminus / F. Elgh et al. // J. Virol. Methods. -1996. Vol.59. -P161-172.

56. Elliot R.M. Bunyaviridae genome structure and gene expression / R.M. Elliot, C.S. Schmaljohn, M.S. Collett// Curr.Top. Microbiol. Immunol.-1991. -Vol. 169.-P.91-141.

57. Hantavirus pulmonary syndrome in Argentina: possibility of person-to-person transmission / D. Enria et al. // Medicina (Buenos Aires). -1996. -Vol.56. -P.709-801.

58. Felsenstein J. Cases in which parsimony or compatibility metods will be positively misleading / J. Felsenstein // Syst.Zool. -1978. Vol.27. -P.401-410.

59. Temporal and Spatial Analysis of Sin Nombre Virus Quasispecies in Naturally Infected Rodents/ R. Feuer et al. // J. of virology. -1999. Vol.73, №11. -P.9544-9554.

60. The cost of replication fidelity in an RNA virus / V. Furio et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. -2005, Vol.102. -P. 10233-10237.

61. The 5' Ends of Hantaan Virus (Bunyaviridae) RNAs Suggest a Prime-and-Realign Mechanism for the Initiation of RNA Synthesis / D. Garcin et al. // J. of virology. -1995. Vol.69, №9. -P.5754-5762.

62. Pathogenic and nonpathogenic hantaviruses differentially regulate endothelial cell responses / E. Geimonen et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -2002. -Vol. 15, N 99(21). -P. 13837-13842.

63. Hantavirus Pulmonary Syndrome-Associated Hantaviruses Contain Conserved and Functional ITAM Signaling Elements / E. Geimonen et al. // J. of virology. -2003. Vol.77, №2. -P.1638-1643.

64. Gojobori T. Molecular clock of viral evolution, and the neutral theory / T. Gojobori, E.N. Moriyama, M. Kimura // Proc. Nat. Acad. Set. USA. Evolu-tion-1990. Vol.87. -P.10015-10018.

65. Andes virus associated with hantavirus pulmonary syndrome in northern Argentina and determination of the precise site of infection / M. Gonzalez Delia Valle et al. // Am. J. Trop. Med. Hyg. -2002. -Vol. 66, №6. -P.713-720.

66. Gorbalenya A.E. Host-related sequences in RNA viral genomes / A.E.Gorbalenya // Virology. -1992. -Vol.3. -P.359-371.

67. A major antigenic domain of hantaviruses is located on the aminoproximal site of the viral nucleocapsid protein / P. Gott et al. // Virus Genes. -1997. -Vol. 14.-P.31-40.

68. Identifying constraints on the higher-order structure of RNA: continued development and application of comparative sequence analysis methods / R.R. Guttell et al. //Nucleic Acids Res. -1992. Vol.20, №21. -P.5785-5795.

69. Haynes S. Phylogeography of the common vole (Microtus arvalis) with particular emphasis on the colonization of the Orkney archipelago / S. Haynes, M. Jaarola, J.B. Searle // Mol. Ecol. 2003. -Vol.12, №4. -P.951-956.

70. Wounding: The primary mode of Seoul virus transmission among male norway rats / E.R. Hinson et al. //Am. J. Trop. Med. Hyg. -2004. -Vol.70, №3.-P. 310-317.

71. Hjelle B. Hantaviruses and hantavirus cardiopulmonary syndrome in the Americas / B. Hjelle // Emergence and Control of Rodent-borne Viral Diseases. —France, Elsevier. -1999. P.55-62.

72. Phylogenetically distinct hantavirus implicated in a case of hantavirus pulmonary syndrome in the northeastern United States / B.Hjelle et al. // J. Med. Virol. -1995. -Vol. 46. -P.21-27.

73. Hofacker I.L. Automatic detection of conserved RNA structure elements in complete RNA virus genomes / I.L. Hofacker et al. // Nucleic Acids Research. -1998, Vol. 26, №16. -P. 3825-3836.

74. Holmes E.C. Is the quasispecies concept relevant to RNA viruses? / E.C. Holmes, A. Moya // J. Virol. -2002, Vol.76. -P. 460^165.

75. DNA Vaccination with the Hantaan Virus M Gene Protects Hamsters against Three of Four HFRS Hantaviruses and Elicits a High-Titer Neutralizing Antibody Response in Rhesus Monkeys / J.W. Hooper et al. // J. of virology. -2001. Vol.75, №18.-P.8469-8477.

76. Khabarovsk virus: a phylogenetically and serologically distinct hantavirus isolated from Microtus fortis trapped in far-east Russia / J.Horling et al. // J. Gen. Virol. -1996. -Vol.77. -P.687-694.

77. Hantavirus S RNA sequence from a fatal case of HPS in New York / C. Huang et al. // J. Med. Virol. -1996. -Vol.50, №1. -P.5-8.

78. Hughes A.L. Evolutionary Diversification of Protein-Coding Genes of Hantaviruses / A.L. Hughes, R. Friedman // Mol. Biol. Evol. -2000. -Vol.17, №10. -P.1558-1568.

79. Hutchinson K.L. Pathogenesis of a North American hantavirus, Black Creek Canal virus, in experimentally infected Sigmodon hispidus / K.L. Hutchinson, P.E. Rollin, C. J. Peters // Am. J. Trop. Med. Hyg. -1998. Vol.59.-P.58-65.

80. Association of serine in position 1124 of Hantaan virus glycoprotein with virulence in mice / Y. Isegawa et al. // J. Gen. Virol. -1994. Vol.75. — P.3273-3278.

81. Self-organizing behavior in a lattice model for co-evolution of virus and immune systems / N.Sh. Izmailian, et al. // Physical Review -2007. -Vol.E 75, -P. 041104-1 -041104-7.

82. Geographic Patterns of Cytochrome b and Sry Gene Lineages in the Gray Red-Backed Vole Clethrionomys rufocanus from Far East Asia Including Sakhalin and Hokkaido / M.A. Iwasa et al. // Zoological Science. -2000. -Vol.17, -P. 477-484.

83. A new Hantaan-like virus in rodents (Apodemus peninsulae) from Northeastern China / J.F. Jiang et al. // Virus Res. -2007. Vol.130 -P.292-295.

84. Laguna Negra virus associated with HPS in western Paraguay and Bolivia / A. Johnson et al. //Virology.- 1997. -Vol.238. -P.l 15-127.

85. Kamp C. Coevolution of Quasispecies: B-Cell Mutation Rates Maximize Viral Error Catastrophes / C. Kamp and S. Bornholdt // Physical Review Letters. 2002. -Vol.88. №6. -P. 068104-1 068104-4

86. Genetic diversities of hantaviruses among rodents in Hokkaido, Japan and Far East Russia / H. Kariwa et al. // Virus Res. -1999. Vol.59.-P.219-228.

87. Kaukinen P. Mapping of the Regions Involved in Homotypic Interactions of Tula Hantavirus N Protein / P. Kaukinen, A. Vaheri, A. Plyusnin // J. of virology. -2003. Vol. 77, №20. -P.l0910-10916.

88. Control of laboratory acquired hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in Japan / J. Kawamata et al. // Lab. Anim. Sci. -1987. -V.37, №4. -P.431 -436.

89. Kim J. Accuracy of phylogenetic-estimation methods under unequal evolutionary rates / J. Kim, M.A. Burgman // Evolution. -1998. -Vol.42. -P.596-602.

90. Genetic Interaction between Distinct Dobrava Hantavirus Subtypes in Apo-demus agrarius and A. flavicollis in Nature / B. Klempa et al. // Journal of Virology. -2003. Vol. 77, №1. -P.804-809.

91. First molecular identification of human Dobrava virus infection in central Europe / B. Klempa et al. // J. Clin. Microbiol. -2004. -Vol.42, №3. -P.1322-1325.

92. Central European Dobrava Hantavirus isolate from a striped field mouse (Apodemus agrarius) / B. Klempa et al. // J. Clin. Microbiol. -2005. -Vol.43, №6. -P. 2756-2763.

93. Korotkov E.V. Latent sequence periodicity of some oncogenes and DNA-binding protein genes / E.V. Korotkov, M.A. Korotkova, J.S. Tulko // CABIOS.- 1997.- Vol.13, №1.-P. 37-44.

94. A northern glacial refugium for bank voles (Clethrionomys glareolus) / P.Kotlik et al. // PNAS.- 2006.- Vol.103,№40. -P.14860-14864.

95. Kukkonen S.K.J. Completion of the Tula hantavirus genome sequence: properties of the L segment and heterogeneity found in the 3' termini of S and L genome RNAs / S.K.J. Kukkonen, A.Vaheri, A. Plyusnin // J. Gen. Virol. -1998. -Vol.78. -P.2615-2622.

96. The complete sequence of hantaviruses isolated from Rattus norvegicus captured at Tiachung Harbor in Taiwan / M.D. Kuo et al. // 5 International Conference on HFRS and hantaviruses (Abastr.). -2001. P. 148.

97. Lake J.A. Calculating the probability of multitaxon evolutionary trees: Bootstrappers Gambit / J.A. Lake // Proc. Nat. Acad. Set. USA. -1995. -Vol.92. P.9662-9666.

98. Lee H.W. Epidemiology and epizootology / H.W. Lee, C.H. Calisher, C.S. Schmaljohn //Mannual of HFRS and HPS Seoul, 1998. - P.40^18.

99. Lee H.W. Isolation of the Hantaan virus, etiological agent of Korean hemorrhagic fever / H.W. Lee, P.W. Lee, K.M. Johnson // J. Infect. Dis. -1978. Vol.137.-P.298-308.

100. Nucleotide sequence of Nucleocapsid protein (N) of hantaan virus isolated from a korean hemorrhagic fever patient / S.H. Lee et al. // DNA Seq. -1997. -Vol.7. -P.349-352.

101. Genetic diversity and epidemiology of hantaviruses in Argentina / S. Levis et al. // J. Infect Dis. -1998. -Vol. 177,№3. -P.529-538.

102. Complete nucleotide sequences of the M and S segments of two hantavirus isolates from California: evidence for reassortment in nature among viruses related to hantavirus pulmonary syndrome / D. Li et al. // Virology. -1995. -Vol.206. P.973-983.

103. Identification and utilization of arbitrary correlations in models of recombination signal sequences / G.C. Lindsay et al. // Genome Biology.-2002. Vol. 3, №12.- P. 0072.1-0072.20.

104. Genetic and antigenic characterization of the Amur virus associated with hemorrhagic fever with renal syndrome / K. Lokugamage et al. // Virus Res. -2004. Vol.101, №2. -P.127-134.

105. Genetic characterization and phylogeny of Andes virus and variants from Argentina and Chile / N. Lopez et al. // Virus Res. 1997. -Vol.50. P.77-84.

106. Isolation and characterization of Puumala hantavirus from Norway: evidence for a distinct phylogenetic sublineage / A. Lundkvist et al. // J. Gen. Virol. -1998. -Vol.79. P. 2603-2614.

107. A proposal for new criteria for the classification of hantaviruses, based on S and M segment protein sequences / P. Maes et al. // Infection, Genetics and Evolution. -2009. Vol.9 №5. -P. 813-20.

108. Matson C.W. DNA sequence variation in the mitochondrial control region of red-backed voles (clethrionomys) / C.W. Matson, R.J. Baker // Mol. Biol. Evol. 2001. -Vol.18, №8. -P.1494-1501.

109. Meyer B. J. Accumulation of terminally deleted RNAs may play a role in Seoul virus persistence / B.J. Meyer, C. Schmaljohn // J. Virol. —2000. — Vol.74.-P.1321-1331.

110. Computational Analysis of Sequence Selection Mechanisms / L. Meyerguz et al. // Structure. -2004, Vol. 12. -P. 547-557

111. Mir M.A. Trimeric Hantavirus Nucleocapsid Protein Binds Specifically to the Viral RNA Panhandle / M.A. Mir, A.T. Panganiban // J. of virology. -2004. Vol.78, №15. P.8281-8288.

112. Mir M.A. The Hantavirus Nucleocapsid Protein Recognizes Specific Features of the Viral RNA Panhandle and Is Altered in Conformation upon RNA Binding / M.A. Mir, A.T. Panganiban // J. of virology. -2005. -Vol.79, №3.-P.1824-1835.

113. Evolution of Mutational Robustness in an RNA Virus / R. Montville et al. // PLoS Biology. -2005, Vol, №11. 1939-1945.

114. Genetic analysis of the diversity and origin of hantaviruses in Peromyscus leucopus mice in North America / S.P. Morzunov et al. // J. Virol. -1998. -Vol.72, №l.-P.57-64.

115. Pol gene quasispecies of human immunodeficiency virus: mutations associated with drug resistance in virus from patients undergoing no drug therapy /1.A. Najera et al. // J. Virol.- 1995. Vol.69. P. 23-31.

116. Isolation and characterization of Dobrava hantavirus carried by the striped field mouse (Apodemus agrarius) in Estonia / K. Nemirov et al. // Journal of General Virology. -1999. -Vol.80. -P.371-379.

117. Genetic characterization of new Dobrava hantavirus isolate from Greece / K. Nemirov et al. // J. Med. Virol. -2003. -Vol.69, №3. -P.408-416.

118. Nichol S. Genetic identification of a novel hantavirus associated with an outbreak of acute respiratory illnes in the southwestern United States / S. Nichol // Science. -1993. -Vol.262. -P.914-917.

119. Antigenic oscillations and shifting immunodominance in HIV-l infections / M.A. Nowak et al. //Nature. -1995. Vol.375. -P.606-611.

120. Osborne J.C. RNA Binding Properties of Bunyamwera Virus Nucleocapsid Protein and Selective Binding to an Element in the 5' Terminus of the Negative-Sense S Segment / J.C. Osborne, R.M. Elliott // J. of virology. -2000. -Vol.74, №21. -P.9946-9952.

121. Hantavirus pulmonary syndrome outbreak in Argentina: molecular evidence for person-to-person transmission of Andes virus / P. Padula et al. //Virology.-1998. Vol.241. -P.323-330.

122. Complete nucleotide sequence of the M RNA segment of Andes virus and analysis of the variability of the termini of the virus S, M and L RNA segments / P.J. Padula et al. //,J. Gen. Virol. -2002. -Vol.83. (Pt 9). P.2117-2122.

123. Preliminary Characterization-and Natural History of Hantaviruses in Rodents in Northern Greece / A. Papa et al. // Emerging Infectious Diseases. -2000. Vol.6, №6. —P.654-655.

124. Parrington M.A. Nucleotide sequence analysis of the S genomic segment of Prospect Hill virus: Comparison with the prototype hantavirus / M.A. Parrington, C.Y.ICang//Virology. -1990. Vol. 175. -P.167-175.

125. Parrington M.A. Molecular characterization of the Prospect Hill virus M RNA segment: a comparison with the M RNA segments of other hantaviruses / M.A. Parrington, P.W. Lee, C.Y. Kang // J. Gen. Virol. -1991. -Vol.72.-P.1845-1854.

126. Plyusnin A. Genetics of hantaviruses: implications to taxonomy. Brief Review / Plyusnin A. // Arch. Virol. -2002. Vol.147. -P.665-682.

127. Plyusnin A. Hantaviruses: genome structure, expression and evolution / A. Plyusnin, О .Vapalahti, A. Vaheri // Journal of General Virology. -1996. Vol.77. -P. 2677-2687.

128. Tula virus: a newly detected hantavirus carried by European common voles / A. Plusnin et al.//J. Virol.-1994a. Vol. 68.-P. 7833 -7839.

129. Sequences of wild Puumala virus genes show a correlation of genetic variation with geographic origin of the strains / A. Plyusnin et al. // J. Gen. Virol. -1994b. -Vol.75. -P.405-409.

130. Genetic variation of wild Puumala viruses within the serotype, local rodent populations and individual animals / A. Plyusnin et al. // Virus. Res. -1995a. Vol. 38.-P. 25-41.

131. Genetic variation in Tula hantaviruses: sequence analysis of S and M segments of strains from Central Europe / A. Plyusnin et al. // Virus. Res. -1995b. Vol. 39.-P. 237-250.

132. Quasispecies in wild-type tula hantavirus populations / A. Plyusnin et al. // J. Virol. -1996a. -Vol.70. -P.9060-9063.

133. Unique and conserved features of Tula hantavirus M gene encoding envelope proteins G1 and G2 / A. Plyusnin et al. // Virus Genes. -1996b. -Vol.12. -P.257-263.

134. Puumala hantavirus genome in patients with nephropathia epidemica: correlation of PCR positivity with HLA haplotype and link to viral sequences in local rodents / A. Plyusnin et al. // J. Clin. Microbiol. -1997. -Vol. 35. -P.1090-1096.

135. Dobrava hantavirus in Russia / A. Plyusnin et al. // Lancet. -1999a. -Vol. 353.-P. 207-207.

136. Analysis of Puumala hantavirus genome in patients with nephropathia epidemica and rodent carriers from the sites of infection / A. Plyusnin et al. // J. Med. Virol. -1999b. Vol.59. P. 397-405.

137. Transfection-mediated generation of functionally competent Tula hantavirus with recombinant S RNA segment / A. Plysnin et al. // The EMBO Journal. -2002. -Vol.21, №6. -P.1479-1503.

138. Identification of Seoul hantavirus in Rattus norvegicus in Indonesia / A. Plyusnina et al. // Scand. J. Infect. Dis. -2004. Vol.36, №5. -P.356-359.

139. New Genetic Lineage of Tula Hantavirus in Microtus arvalis obscurus in Eastern Kazakhstan / A. Plyusnina et al. // The Open Virology Journal. -2008. Vol.2, P.32-36.

140. Plyusnina A. Recombinant Tula hantavirus shows reduced fitness but is able to survive in the presence of a parental virus: analysis of consecutive passages in a cell culture / A. Plyusnina, A. Plyusnin // Virology Journal. — 2005. Vol.2, №12. P.

141. Posada D. Selecting Models of Nucleotide Substitution: An Application to Human Immunodeficiency Virus 1 (HIV-l) / D. Posada, K.A. Crandall // Mol. Biol. Evol. -2001. -Vol. 18, №6. -P.897-906.

142. Comparison of nucleotide sequences among hantaviruses belonging to the same serotype: an analysis of amplified DNA by thermal cycle sequencing / P. Puthavathana et al. // Virus reseach. -1993. №30. - P. 161 -169.

143. Hantavirus Infection of Dendritic Cells / M.J. Raftery et al. // J. of virology. -2002. -Vol.76, №21. -P. 10724-10733.

144. Rakov E.V. Hantavirus Nucleocapsid Protein Is Expressed as a Membrane-Associated Protein in the Perinuclear Region / E.V. Rakov, R.W. Compans // J. of virology. -2001. Vol.75, №4. -P.1808-1815.

145. Genetic and serologic analysis of Black Creek Canal virus and its association with human disease and Sigmodon hispidus infection / E.V. Ravkov et al. // Virology. -1995. -Vol.210, №2. -P. 482-489.

146. Coding strategy of the S and M genomic segments of a hantavirus representing a new subtype of the Puumala serotype / A. Reip et al. // Arch. Virol. -1995. -Vol.140. -P.2011-2026.

147. Evidence of the presence of Seoul virus in Cambodia / J.M. Reynes et al. // Microbes Infect. -2003. -Vol.5, №9. -P.769-773.

148. Surviving the ice: Northern refugia and postglacial colonization/ K.C. Rowe et al. // PNAS. -2004. Vol. 101, №28. -P.10355-10359.

149. Monoclonal antibodies to three strains of hantaviruses: Hantaan, R22, and Puumala/S.L.Ruo et al.//Arch. Virol.- 1991.-Vol. 119. -P. 1-11.

150. Identification of Breakpoints in intergenotypic Recombinants of HIV Type 1 by Bootscanning / M.O. Salminen et al. // Aids research and human retroviruses. -1995. Vol.11: -P.1423-1425.

151. The distribution of fitness effects caused by single-nucleotide substitutions in an RNA virus / R. Sanjuan et al. // PNAS. -2004, Vol. 101, №22,-P. 8396-8401.

152. Santti J. Evidence of Recombination among Enteroviruses / J. Santti // J. of virology. -1999. Vol.73, №10. -P.8741-8749.

153. Puumala hantavirus Infection in Humans and in the Reseroir Host, Ardennes region, France / F. Sauvage et al. // Emerg. Infecr. Disease. -2002. -Vol.8, №12.-P. 1509-1510.

154. Genetic Evidence of Dobrava Virus in Apodemus agrarius in Hungary / J.J. Scharninghausen et al. // Emerging Infectious Diseases. -1999. -Vol.5, №3. -P.468-470.

155. Isolation and initial characterization of a newfound hantavirus from California / Schmaljohn A.L. et al. // Virology. -1995. -Vol.206, №2. -P.963-972.

156. Schmaljohn C.S. Nucleotide sequence of the L genome segment of Hantaan virus / C.S. Schmaljohn // Nucleic Acids Res. -1990. Vol.18. -P.6728-6728.

157. Schmaljohn C.S. Hantaviruses: a global disease problem / C.S. Schmaljohn, B. Hjelle // Emerg. Infect. Dis.-1997. Vol. 3, №2. - P. 95-104.

158. Schmalion C.S. Hantaan Virus M RNA: Coding Strategy, nucleotide Sequence, and Gene Order / C.S. Schmalion, A.L.Schmalion, J. M.Dalryple // Virologi. 1987. - Vol.157.-P. 31-39.

159. Coding strategy of the S genome segment of Hantaan virus / C.S. Schmaljohn et al. // Virology. -1986. -Vol.155. -P.633-643.

160. Conservation of antigenic properties and sequences encoding the envelope proteins of prototype hantaan virus and two virus isolates from Korean haemorrhagic fever patients / C.S. Schmaljohn et al. // J. Gen. Virol. — 1988. -Vol.69. -P.1949-1955.

161. Information Content of Binding Sites on Nucleotide Sequences / T.D. Schneider et al. // J. Mol. Biol. -1986. -Vol.l88. P.415-431.

162. Severson W.E. cis-Acting Signals in Encapsidation of Hantaan Virus S-Segment Viral Genomic RNA by Its N Protein / W.E. Severson, X. Xu, C.B. Jonsson // J. of virology. -2001. Vol.75, №6. -P.2646-2652.

163. Characterization of the Hantaan Nucleocapsid Protein-Ribonucleic Acid Interaction/ W. Severson et al. // The Journal of Biological Chemistry. -1999. Vol.274, №47. -P.33732-33739.

164. Shi X.H. Nucleotide sequence and phylogenetic analysis of the medium (M) genomic RNA segments of three hantaviruses isolated from China / X.H. Shi // Virus Res. -1998. -Vol.56, №l.-P.69-76.

165. Shi X. Analysis of N-Linked Glycosylation of Hantaan Virus Glycoproteins and the Role of Oligosaccharide Side Chains in Protein Folding and Intracellular Trafficking / X. Shi, R.M. Elliott // J. of Virol. -2004. Vol.78, №10. -P.5414-5422.

166. Shi X. Genetic characterisation of a Hantavirus isolated from a laboratory-acquired infection / X. Shi, C.McCaughey, R.M. Elliott // J. Med. Virol. -2003. Vol.71, №1. -P105-109.

167. Sella G. The application of statistical physics to evolutionary biology / G. Sella, A.E. Hirsh // Proc Natl Acad Sci USA. -2005. -Vol.102. -P. 95419546.

168. Shierup M.H. Recombination and the Molecular Clock / M.H. Shierup, J. Hejn // Mol. Biol. Evol. -2000. -Vol.17, №10. -P.1578-1579.

169. Genetic charactirization of a new hantavirus detected in Microtus arvalis from Slovakia/ C. Sibold et al.// Virus genes. 1995. - Vol.10 -P. 277281.

170. Short Report: Simultaneous occurence of Dobrava, Puumala and Tula hantaviruses in Slovakia / C. Sibold et al. // Am. J. Trop. Med. Hyg. -1999a. -Vol.61, №3. -P.409-^11.

171. Recombination in Tula Hantavirus Evolution: Analysis of Genetic Lineages from Slovakia / C. Sibold et al. // Journal of Virology. -1999b. -Vol.73, №1. -P.667-675.

172. Dobrava hantavirus causes hemorrhagic fever with renal syndrome in central Europe and is carried by two different Apodemus mice species / C. Sibold et al. // J. Med. Virol. -2001. Vol.63,№2.-P.158-167.

173. Time Dependency of Molecular Rate Estimates and Systematic Overesti-mation of Recent Divergence Times / Y.W. Simon et al. // Mol. Biol. Evol. -2005. -Vol. 22. -P.1561—1568.

174. Sironen T. Molecular Evolution of Puumala Hantavirus / T. Sironen, A.Vaheri, A. Plysnin // J. of virology. -2001. -Vol.75, №23. -P.l 180311810.

175. Quasispecies dynamics and fixation of a synonymous mutation in hantavirus transmission / T. Sironen et al. // Journal of General Virology. -2008. -Vol. 89, -P.1309-1313.

176. Red Queen Dynamics, Competition and Critical Points in a Model of RNA Virus Quasispecies / R.V. Sole et al. // J. theor. Biol. -1999, -Vol.198.-P.47-59.

177. Isla Vista virus: a genetically novel hantavirus of the California vole Microtus californicus / W. Song et al. // J. Gen. Virol. -1995. -Vol.76. -P.3195-3199.

178. Genetic and phylogenetic analyses of Hantaviral sequences amplified from archival tissues of deer mice (Peromyscus maniculatus nubiterrae) captured in the eastern United States / J.W. Song et al. // Arch. Virol. -1996. -Vol.141. -P.959-967.

179. Genetic diversity of Apodemus agrarius-borne hantaan virus in Korea / J.W. Song et al. // Virus Genes -2000. Vol.21, №3.-P.227-232.

180. Genome structure and variability of a virus causing hantavirus pulmonary syndrome / C.F. Spiropoulou et al. // Virology. -1996. -Vol.200. -P.715-723.

181. Relationships between Clethrionomys glareolus populations of the Eastern Alps based on different genetic marker systems / F. Spitzenberger et al. // Folia Zool. -2000. -Vol.48, -P 69-94.

182. The mutual information: Detecting and evaluating dependencies between variables/ R. Steuer et al. // Bioinformatics. 2002,- Vol. 18, Suppl.2. -P 231-240.

183. Stohwasser R. Primary structure of the large (L) RNA segment of nephropathia epidemica virus strain halinas B1 coding for the viral RNA polymerase / R. Stohwasser // Virology. -1991. Vol.183. -P.386-391.

184. Strimmer K. Quartet Puzzling: A Quartet Maximum-Likelihood Method for Reconstructing Tree Topologies / K. Strimmer, A. von Haeseler // Mol. Biol. Evol. -1996. Vol.13, -№7. -P.964-969.

185. Strimmer K. Likelihood Analysis of Phylogenetic Networks Using Directed Graphical Models / K. Strimmer, V. Moulton // Mol. Biol. Evol. -2000. -Vol.17, №6. —P.875-881.

186. Swetina J. Self-replication with errors. A model for polynucleotide replication / J Swetina, P. Schuster // Biophys. Chem. -1982. -Vol.16. -P.329-345.

187. Tajima F. Estimation of Evolutionary Distance for Reconstructing Molecular Phylogenetic Trees / F. Tajima, N. Takezaki // Mol. Biol. Evol. -1994. -Vol.-ll, №2. —P.278-286.

188. Belgrade virus, a cause of hemorrhagic fever with renal syndrome in the Balkans, is closely related to Dobrava virus of field mice / A.M. Taller et al. // J. Infect. Dis. -1993. -Vol.168, №. -P.750-753.

189. Distribution of Hantavirus Serotypes Hantaan and Seoul Causing Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome and Identification by Hemagglutination Inhibition Assay / Y.W. Tang et al. // Journal of Clinical Microbiology. -1991. Vol. 29, № 9. -P.1924-1927.

190. Tkachenko E. First identified acute severe HFRS case in Russia caused by Dobrava hantavirus type and associated with Apodemus silvaticus / E. Tkachenko // 5 International Conference on HFRS and hantaviruses (Abastr.), France. -2001.-P. 167.

191. HFRS in Eurasia: Russia and Republics of the fomer USSR / E.A. Tkachenko et al. // Mannual of HFRS and HPS. -Seoul. 1998. - P. 49 -57.

192. An outbreak of Hantaviruss Pulmonar Syndrom, Chile, 1997 / J. Того et al. // Emerg. Infecr. Disease.- 1998. Vol. 4. -P.4.

193. Torrez-Martinez N. Enzootic of Bayou hantavirus in rice rats (Oryzomys palustris) in 1983 / N. Torrez-Martinez, B.Hjelle // Lancet. -1995: Vol.346. -P.780-781.

194. Torrez-Martinez N. Nucleotide sequence analysis of the M genomic segment of El Moro Canyon hantavirus: antigenic distinction from four cornershantavirus / N. Torrez-Martinez, W. Song, B. Hjelle // Virology. -1995. -Vol.211. P.336-338.

195. Tulko J.S. MIRs are present in coding regions of human genes / J.S. Tulko, E.V. Korotkov, D.A. Phoenix // DNA Sequence.- 1998. Vol. 8. -P.31-38.

196. Cloning and sequencing of Puumala virus Sotkamo strain S and M RNA segments: evidence for strain variation in hantaviruses and expression of the nucleocapsid protein / O. Vapalahti et al. // J. Gen. Virol. -1992. Vol.73.-P.829-838.

197. Isolation and characterization of Tula virus, a distinct serotype in genus Hantavirus, family Bunyaviridae / O. Vapalahti et al. // J. Gen. Virol. — 1996. -Vol.77. -P.3063-3067.

198. Isolation and characterization of a hantavirus from Lemmus sibiricus: evidence for host-switch during hantavirus evolution / O. Vapalahti et al. // J. of virology. -1999. Vol.73, №7. -P.5586-5592.

199. Quasispecies diversity determines pathogenesis through cooperative interactions in a viral population / M. Vignuzzi et al. // Nature. -2006, -Vol.439. -P.344-348.

200. Wagner G.P. What is the difference between models of error thresholds and Muller's ratchet? / G.P. Wagner, P. Krall // J. Math. Biol. -1993, Vol. 32. -P.33-44.

201. Genetic diversity of hantaviruses isolated in China and characterization of novel hantaviruses isolated from Niviventer confucianus and Rattus rattus / H. Wang et al. // Virology. -2000. -Vol.278. -P.332-345.

202. Epitope mapping studies with neutralizing and non-neutralizing monoclonal antibodies to the G1 and G2 envelope glycoproteins of Hantaan virus / M. Wang et al. // Virology. -1993. -Vol.197. -P.757-766.

203. Bunyamwera Bunyavirus Nonstructural Protein NSs Counteracts the Induction of Alpha/Beta Interferon / F. Weber et al. // J. of virology. -2002. Vol.76, №16. -P.7949-7955.

204. Identification of Genetic Evidence for Dobrava Virus Spillover in Rodents by Nested Reverse Transcription (RT)-PCR and TaqMan RT-PCR / M. Weidmann et al. // J. Clin. Microbiol. -2005. -Vol.43, №2. -P.808-812.

205. Weiller G.F. Phylogenetic Profiles: A Graphical Method for Detecting Genetic Recombinations in Homologous Sequences / G.F. Weiller // Mol. Biol. Evol. -1998. -Vol.l5, №3. -P.326-335.

206. Recombination increases human immunodeficiency virus fitness, but not necessarily diversity / N.N.V. Vijay et al. // Journal of General Virology. — 2008. -Vol.89, -P. 1467—1477.

207. Wilke C.O. Quasispecies theory in the context of population genetics Электронный ресурс. / C.O. Wilke // BMC Evolutionary Biology. -2005, Vol.5, №44. URL: www.biomedcentral.com/1471-2148/5/44. -[Дата обращения: 02.08.09].

208. Effects of population size and mutation rate on the evolution of mutational robustness / C.O. Wilke et al. / Evolution. -2007. -Vol.61, № 3. -P. 666-74.

209. Wolfenberg K.R. Separation of phylogenetic and functional associations in biological sequences by using the parametric bootstrap / K.R. Wolfenberg, W.R. Atchley // PNAS. -2000. Vol.97, №7. -P.3288-3291.

210. Adaptive evolution of human immunodeficiency virus-type 1 during the natural course of infection / S. M. Wolinsky et al. // Science. -Vol.272. -P.537-542.

211. Worobey M. Evolutionary aspects of recombination in RNA viruses / M. Worobey, E.C. Holmes // J. of General Virology. -1999, Vol.80, -P. 25352543.

212. Xiao S.Y. Dobrava virus as a new Hantavirus: evidenced by comparative sequence analysis / S.Y. Xiao //J. Med. Virol.- 1993. -Vol.39,№2.-P. 152155.

213. Xiao S.Y. Molecular and antigenic characterization of HV114, a hantavirus isolated from a patient with haemorrhagic fever with renal syndrome in China / S.Y. Xiao, M. Liang, C.S. Schmaljohn // J. Gen. Virol. 1993. -Vol.74.-P. 1657-1659.

214. Nucleotide and deduced amino acid sequences of the M and S genome segments of two Puumala virus isolates from Russia / S.Y. Xiao et al. // Virus Res. -1993. Vol.30, №1.- P. 97-103.

215. Phylogenetic analyses of virus isolates in the genus Hantavirus, family Bunyaviridae / S.Y. Xiao et al. //Virology.-1994. -Vol. 198. -P.205-217.

216. Xu S. Phylogenetic Inference under the Pure Drift Model / S. Xu, W.R. Atchley, W.M. Fitch // Mol. Biol. Evol. -1994. -Vol.11, №6. -P.949-960.

217. The RNA Binding Domain of the Hantaan Virus N Protein Maps to a Central, Conserved Region / X. Xu et al. // J.Virol. -2002. Vol. 76, №7. -P.3301-3308.

218. Antibody Responses to Four Corners Hantavirus Infections in the Deer Mouse (Peromyscus maniculatus): Identification of an Immunodominant Region of the Viral Nucleocapsid Protein / T. Yamada et al. // J. Virol. -1995. -Vol.9 -P.l 939-1943.

219. Genetic diversity of hantaviruses associated with hemorrhagic fever with renal syndrome in the far east of Russia / L.N. Yashina et al. // Virus Res.2000. Vol.70(1-2). P.31-44.

220. A Newly Discovered Variant of a Hantavirus in Apodemus peninsulae, Far Eastern Russia / L. Yashina et al. // Emerging Infectious Diseases.2001. Vol.7,№5.-P.912-913.

221. Yong-Zhen Zhang. Seoul Virus and Hantavirus Disease, Shenyang, People's Republic of China / Yong-Zhen Zhang et al. // Emerging Infectious Diseases. -2009 Vol.15, № 2. -P.200-206.

222. Yoo D. Nucleotide sequence of the M segment of the genomic RNA of Hantaan virus 76-118 / D. Yoo, C.Y. Kang // Nucleic Acids Res. -1987. -Vol.15. P.6299-6300.

223. Characterization of the nucleocapsid protein of Hantaan virus strain 76118 using monoclonal antibodies / K. Yoshimatsu et al. // J. Gen. Virol. — 1996. -Vol.77. -P.695-704.

224. The Multimerization of Hantavirus Nucleocapsid Protein Depends on Type-Specific Epitopes / K. Yoshimatsu et al. // J. of virology. 2003. -Vol.77, №2. -P.943-952.

225. Genetic characterization of hantaviruses isolated from Guizhou, China: evidence for spillover and reassortment in nature / Y. Zou et al. // J. Med. Virol. -20.08. -Vol.80, №6, -P. 1033-1041.

Информация о работе

Тюлько, Жанна Сергеевна
кандидата биологических наук
Омск, 2009
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-генетические механизмы изменчивости генома хантавирусов и их влияние на микроэволюцию ограниченной по численности вирусной популяции - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы