Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изучение молекулярной эволюции ортопоксвирусов
ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология
Автореферат диссертации по теме "Изучение молекулярной эволюции ортопоксвирусов"
На правах рукописи
003444Э99
Бабкин Игорь Викторович
ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОРТОПОКСВИРУСОВ
03 00 03 -молекулярная биология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
2 А ИлОЛ 2008
Кольцове - 2008
003444999
Работа выполнена в ФГУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Минздравсоцразвития России
Научный руководитель
доктор биологических наук, профессор Щелкунов С Н
Офищюльные оппоненты
доктор биологических наук ХлебодароваТ М кандидат биологических наук Тикунова Н В
Ведущая организация
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, г Новосибирск
Защита состоится «26» сентября 2008 г в ЗОчасов на заседании диссертационного совета Д208 020 01 при Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора по адресу ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, 630559, тел +7 (383) 3367428
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора
Автореферат разослан «/¿» июня 2008 г
Ученый секретарь диссертационного совета
JI И Карпенко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы Семейство Poxviridae состоит из подсемейств вирусов позвоночных (Chordopoxvmnae) и вирусов насекомых (Entomopoxvirmae) В составе Chordopoxvirinae известны восемь родов и некоторые неклассифицированные вирусы, в род Avipoxvirus входят вирусы птиц, а остальные, за исключением вируса оспы крокодилов, являются вирусами млекопитающих Среди последних наиболее хорошо изучены вирусы рода Orthopoxvirus Это обусловлено тем, что в состав данного рода входят такие патогенные для человека вирусы, как вирус натуральной оспы (ВНО), вирус оспы обезьян, вирус оспы коров, а также вирус осповакцины, являющийся живой вакциной против натуральной оспы и других ортопоксвирусных инфекций Кроме вышеперечисленных в род Orthopoxvirus входят вирус оспы верблюдов, вирус эктромелиии, татерапоксвирус и поксвирусы полевок и енотов Ортопоксвирусы представляют собой большую группу близкородственных вирусов, демонстрирующих различия по тяжести вызываемых ими заболеваний, и имеют различающийся круг чувствительных к ним животных Эволюционная связь разных видов ортопоксвирусов пока не ясна.
В природе циркулируют такие близкие родственники вируса натуральной оспы, как патогенные для человека вирусы оспы обезьян, оспы коров и некоторые другие непатогенные для человека ортопоксвирусы Вирус оспы обезьян обусловливает оспоподобное заболевание людей, которое в ряде случаев завершается летальным исходом Вирус оспы коров у иммунодефицитных людей также может вызывать генерализованную инфекцию с летальным исходом Оба этих вируса отличаются от ВНО тем, что вызываемые ими инфекции не приводят к масштабным эпидемическим вспышкам среди людей (малоконтагиозны) Однако в процессе эволюционных изменений в природе данные вирусы могут приобрести такие свойства В свете этого важно провести сравнительное изучение организации отдельных генов ортопоксвирусов для выяснения того, происходит эволюция генов независимо друг от друга, или имеются общие закономерности их изменений, определить границы изменчивости этих генов, а также изучить эволюционные взаимосвязи протяженных районов геномов ортопоксвирусов и оценить скорость их эволюции
В современных исследованиях временная шкала эволюции животных основывается на палеонтологических данных и, проводя сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей консервативных генов животных разных таксонов, можно вычислить удельную частоту замен, произошедших в изучаемых локусах в процессе дивергенции этих таксонов от прародителя В то же время, изучение молекулярной эволюции ДНК-содержащих вирусов является сложной задачей В отличие от быстро эволюционирующих РНК-содержащих вирусов, объективная оценка скорости изменчивости геномов ДНК-содержащих вирусов, как правило, отсутствует Анализ эволюционных взаимосвязей ДНК-содержащих вирусов разных таксонов приводит в большинстве случаев к построению филогенетических деревьев, которые не имеют масштаба времени Однако, существует уникальная ситуация с известным датированием заноса вируса натуральной оспы из Западной Африки в Южную Америку в XVI веке что может позволить рассчитать скорость накопления мутаций в геноме ВНО и в целом временную шкалу эволюции ортопоксвирусов
Анализ особенностей молекулярной эволюции ортопоксвирусов позволяет прогнозировать появление новых ортопоксвирусов и дальнейшее эволюционное изменение ныне существующих видов ортопоксвирусов
Цели и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлось изучение закономерностей молекулярной эволюции ортопоксвирусов В ходе работы решались следующие задачи 1 Определение нуклеотидной последовательности генов гемагглютинина и белка слияния для большого набора штаммов различных ортопоксвирусов
2 Филогенетический и структурный сравнительный анализ последовательностей гемагглютинина и вирионного белка слияния ортопоксвирусов
3 Исследование эволюционных взаимосвязей членов рода Orthopoxvirus на основе нуклеотидных последовательностей протяженной центральной консервативной области генома 42 штаммов ортопоксвирусов
4 Оценка скорости молекулярной эволюции ортопоксвирусов на основе Байесовского метода датирования
5 Определение нуклеотидных последовательностей двух протяженных сегментов концевых вариабельных районов генома 22 штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции
6 Филогенетический и структурный анализ генетического разнообразия штаммов ВНО на основе полученных и ранее опубликованных данных о нуклеотидных последовательностях двух изучаемых сегментов генома вируса натуральной оспы
Научная новизна и практическая значимость работы. Определена нуклеотидная последовательность генов гемагглютинина и белка слияния различных штаммов ортопоксвирусов При анализе схемы филогенетических связей изученных нами штаммов ортопоксвирусов по нуклеотидным последовательностям этих генов выявлено, что они распадаются на естественные группы вирусов по видовому признаку, за исключением изолятов вируса оспы коров, что позволило нам впервые указать на наличие подтипов у данного вида ортопоксвируса. Важным результатом выполненного исследования является то, что при сравнении разных генов могут обнаруживаться различающиеся филогенетические связи между одними и теми же ортопоксвирусами Это указывает на то, что разные виды ортопоксвирусов в процессе своей эволюции могли обмениваться между собой как фрагментами генов, так и более крупными областями своих геномов
На базе выполненного подробного анализа первичных структур двух генов ортопоксвирусов предложено использовать последовательность гена A27L, кодирующего консервативный вирионный белок, для разработки молекулярных методов диагностики и дифференциации ортопоксвирусов
На основе нуклеотидных последовательностей центральной консервативной области генома, содержащей 102 гена, 42 штаммов ортопоксвирусов проведено изучение эволюционной истории рода Orthopoxvirus С использованием этих данных впервые проведена Байесова оценка времени происхождения различных видов ортопоксвирусов Впервые оценена скорость накопления мутаций в геноме ортопоксвирусов, которая составила 1 7-4 вхЮ-6 замен нуклеотидов на сайт в год
Осуществлено определение нуклеотидной последовательности двух вариабельных сегментов генома набора штаммов ВНО Российской коллекции Проанализировано более 540 т п н для 22 штаммов ВНО, что позволили провести детальное изучение структурной организации этих локусов вирусного генома.
Полученные нами и опубликованные данные были использованы для проведения расширенного филогенетического исследования 70 штаммов ВНО, относящихся к разным подтипам вируса и выделенных в разное время в различных географических районах мира. Определены наиболее гетерогенные локусы в двух изученных сегментах генома ВНО Впервые обнаружено, что они, в основном, расположены в районах мутационно разрушенных открытых рамок трансляции вируса-предшественника Впервые обнаружено эволюционное родство географически далеко разнесенных азиатских дальневосточных и западноафриканских вариантов ВНО
Апробация работы. По материалы диссертации опубликованы 3 статьи в реферируемых изданиях Результаты работы были представлены на международных конференциях и опубликованы в их материалах «The Third International Conference on Biomformatics of Genome Regulation and Structure» (Россия, Новосибирск, 2002), «Fifth
International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» (Россия, Новосибирск, 2006), и на VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молекулярная Диагностика-2007» (Россия, Москва, 2007), а также на Совещаниях Консультативного комитета ВОЗ по изучению вируса натуральной оспы (2006,2007)
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из разделов «Введение», «Обзор литературы», «Материалы и методы», «Результаты», «Обсуждение результатов», «Выводы» Работа изложена на 164 страницах, содержит 37 рисунков и 17 таблиц Библиография включает 243 литературных источника
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Филогенетический анализ генов A27L и A56R ортопоксвирусов Для установления филогении ортопоксвирусов на первом этапе было выполнено секвенирование и сравнение нуклеотидных последовательностей генов белка слияния (A27L) и вирусного гемагглютинина (A56R)
Для получения фрагментов ДНК, имеющих в своем составе гены A27L и A56R был использован метод ПЦР с целью амплификации in xitro выбранных локусов вирусного генома разных видов и штаммов ортопоксвирусов В работе были использованы препараты ДНК различных видов ортопоксвирусов вирусов натуральной оспы, оспы обезьян, оспы коров, эктромелии, оспы верблюдов, осповакцины, и его подвидов - вирусов оспы лошадей, буйволов и кроликов Полученные нуклеотидные последовательности гена A56R имели размер около 980 п н и гена A27L - около 360 п н
В результате выполнения данной работы была накоплена информация по структуре изучаемых генов, что позволило провести их подробный компьютерный анализ При анализе схемы филогенетических связей изученных нами штаммов ортопоксвирусов по нуклеотидным последовательностям генов выявлено, что они формируют естественные группы вирусов по видовому признаку (рис 1, 2) Причем генетические расстояния между штаммами внутри всех видов ортопоксвирусов невелики, за исключением штаммов вируса оспы коров, которые имеют наибольшие отличия между собой На филограмме, полученной для ОРТ A56R они не образуют одной выделенной группы, а на дереве гена A27L, кодирующего вирионный белок (рис 2), все штаммы ВОК образуют отдельную группу за исключением штамма CPXV FINNLAND, выделенного от человека в 2000 году Интересным является то, что для многих видовых групп (рис 1) есть родственная подгруппа вируса оспы коров Эти результаты могут быть подтверждением гипотезы о том, что предшественником всех современных видов ортопоксвирусов был вирус похожий на вирус оспы коров, имеющий широкий круг восприимчивых животных
Штаммы вируса натуральной оспы всегда формируют отдельный кластер на полученных филограммах Этот кластер распадается на две группы - штаммы из Африки (кроме Западной) и Азии, а также штаммы из Южной Америки (variola minor alastrim) и Западной Африки Из филогенетического анализа генов ортопоксвирусов следует, что ВНО, татерапоксвирус и вирус оспы верблюдов имели общего предка. Также при изучении деревьев, полученных для обоих генов (рис 1,2), было обнаружено, что вирус оспы обезьян, подобно ВНО, имеет западноафриканский подтип Кроме того, в случае гена A56R на филограмме (рис 1) наблюдается отличие ранее полученных центральноафриканских штаммов вируса от образцов, выделенных в последние годы в том же регионе Данный факт интересен в свете данных об увеличении в последние годы контагиозносги вируса оспы обезьян в Заире
Проведенный филогенетический анализ позволил выявить особенности строения гена A56R, которые можно объяснить тем, что относительно давно произошла рекомбинация в области гена гемагглютинина между предшественниками вирусов натуральной оспы и
эктромелии Человек не чувствителен к вирусу эктромелии, а вирус натуральной оспы заражает лишь человека, то есть, эти два вируса не могут встретиться в одном чувствительном хозяине и рекомбинировать Поэтому, на основании анализа гена А56Я можно предположить, что в прошлом их вирусы-предшественники имели более широкий круг хозяев, что делало возможными встречу в организме одного животного и обмен фрагментами генома Эти результаты могут быть подтверждением предположения о том, что предшественником всех современных видов ортопоксвирусов был вирус оспы коров или похожий на него вирус
На основе проведенного филогенетического анализа генов ортопоксвирусов было сделано заключение о перспективности использования района гена А27Ц кодирующего белок слияния 14 кДа, для создания современных методов молекулярной диагностики ортопоксвирусов Последовательность гена А27Ц направляющего синтез вирионного белка, значительно более консервативна, чем последовательности генов, кодирующих молекулярные факторы вирулентности Кроме того, в случае этого гена все штаммы ВОК, за единственным исключением, кластеризуются вместе, что повышает надежность дифференциации ВОК от остальных ортопоксвирусов
УА*У 11*11 УАНУ1ой1а71 УАЯУ13В2 УАЯУСопоо в УА КУС N070 227 УАЯУ ЕТН72 16 УАЯУ С окао 2 УАЯУ Т«|Ваг1п УАКУАгЬ УАЛУ¥ЮтАЫпв<1 УАКУ Магу УАНУ Ндип! УАИУ Н«1<иг УАЯУ ви»170 222 УАЯУ СНМ41 УАЯУ БОТ72 .УАПУМОМУЕи иУАПУ Ким 5 *УАКУАРв70 УАЯУ6М УАЯУ КЬа(мл УАЯУ КЬа1ипК УАЯУ А*1ат УАЯУ ||к1 За УАЯУЫ4а УАЯУ В8Н75ВАМ11 УАЯУАЬг УАЯУ А УАЯУВ1 УАИУСа* УАЯУИ УАЯУЯиг 71,—УАЯУСАЯбв взПУАКУМ26в г—1 УАЯУ ВЦТ52 I 1УАЯУ Вги11131
72] --УАЯУМЗД
I—57! УАЯУ ВЕНБЯ
«4 .УАЯУ гьиеа "^РУАЛУОШ
МОПСШУИбО вс|сшлм 1сМ1УЗ
Естудюа ЕСТУ 33221 ЕСТУ КАУ ЕСТУК1 2
естук! 1
_,— ЕСТУ
пестуз:
»Я ЕСТУ КА\ ГЬЕСТУК1
ЕСТУ МОЗ
УАСУЫ*
У АСУ иУР4
улсуиум
ЫРХУ277 МРХУСОК МРХУ291
МРХУЯ.70
ИРХУСОР
ИРХУивАЗ«
0 01
Рис 1 Филограмма, построенная на основе выровненных стопок нуклеотидных последовательностей гена вирусного гемагглютинина (А5611) Цифры показывают индексы статистической надежности узлов дерева (приведены значения, превышающее 50%) Снизу приведена шкала дивергенции (замен на сайт)
б
Рис 2 Филограмма, построенная на основе выровненных стопок нуклеотидных последовательностей гена белок слияния (Л27Ь) См пояснения к рис 1
Важным результатом выполненного филогенетического исследования двух генов ортопоксвирусов является то, что при сравнении разных генов могут обнаруживаться различающиеся от дерева к дереву филогенетические связи между одними и теми же штаммами ортопоксвирусов Это ухазывает на то, что разные виды ортопоксвирусов в процессе своей эволюции могли обмениваться между собой как фрагментами генов, так и более крупными областями своих геномов
Различия, наблюдаемые при анализе филограмм, могут быть следствием более высокой вариабельности гена А56Я, чем гена А27Ь Гены молекулярных факторов вирулентности эволюционируют относительно независимо и быстрее по сравнению с жизненно важными генами Гены, расположенные в центральной консервативной части генома ортопоксвирусов, должны бьпгь более подходящими для выявления эволюционных взаимосвязей между различными видами вирусов Поэтому изучение молекулярной эволюции ортопоксвирусов должно быть основано на анализе протяженных консервативных последовательностей их генома
Молекулярная эволюция ортопоксвирусов. В современных исследованиях реконструкция молекулярной эволюционной истории организмов основана на сравнении нуклеотидных и аминокислотных последовательностей их консервативных генов, при этом число различий является мерой эволюционной дивергенции Для вирусов, имеющих РНК геном, можно установить скорость дивергенции нуклеотидных последовательностей у штаммов, выделенных на протяжении нескольких лет Намного сложнее обстоят дела с оценкой скорости эволюции вирусов, у которых геном представлен ДНК Датирование их дивергенции на основе сравнения геномных последовательностей во многих случаях не представляется возможным из-за низкой скорости накопления мутаций Такие данные имеются только для относительно изменчивых вирусов с небольшими ДНК-геномами
В последнее время накоплено большое количество информации по определению первичной структуры полных геномов ортопоксвирусов Это дало возможность провести их сравнительные исследования на молекулярном уровне
Филогенетический анализ центрального района генома штаммов ВНР Филогенетическое исследование протяженной центральной консервативной области генома, содержащей 102 гена, 41 штамма ВНО, выделенных во время массовых вспышек оспы, продемонстрировало, что изучаемые штаммы с высокой степенью надежности формируют два кластера первый - включающий азиатские и африканские штаммы, второй -западноафриканские штаммы и изоляты из Южной Америки (рис 3) Внутри каждого кластера штаммы ВНО группируются в зависимости от их географического происхождения, кроме штаммов из Индии, которые представлены в большинстве азиатских групп В первом кластере выделяется группа штаммов африканского континента, внутри которой присутствуют подгруппы штаммов из Восточной, Центральной и Южной Африки Отдельные группы в этом кластере образуют изоляты из Бангладеш и Непала, из центральноазиатских-ближневосточных стран (Афганистан, Иран, Сирия, Кувейт), из Суматры и Юго-Восточной Азии (Китай, Корея, Япония) Изоляты второго кластера демонстрируют наиболее значительные отличия от всех остальных штаммов ВНО Внутри него выделяются две группы изолятов из Западной Африки и из Южной Америки
Учитывая то, что ВНО из Западной Африки был завезен в Южную Америку в XVI веке, нам удалось сделать оценку времени расхождения южноамериканских н западноафриканских штаммов ВНО Интервал времени между началом их независимой эволюции на разных континентах и выделением штаммов ВНО во время вспышек натуральной оспы в XX веке составляет около 400 лет Основываясь на этом временном значении, нами был проведен эволюционный анализ ортопоксвирусных геномов с использованием гипотезы молекулярных часов
Проведение ЬЯ-теста обнаружило, что скорости накопления мутаций значительно варьируют между штаммами ВНО и гипотеза молекулярных часов неприменима Однако с помощью теста Та|ипа нам удалось отобрать 10 штаммов ВНО, имеющих близкую скорость
эволюции Проведенный филогенетический анализ этих штаммов подтвердил полученные ранее для 41 штамма ВНО данные о скорости накопления мутаций (1 7x10"* замен/сайт/год) и о времени разделения двух биологических подтипов ВНО - около 900 лет назад
gjo . eijo 4qo t 2qo ij лет наш
0 0010 0 0009 0 0000
Рис 3 Корневое филогенетическое дерево, построенное по результатам анализа высоко консервативного района генома 41 штамма ВНО Цифры на дендрограмме показывают индексы статистической надежности узлов дерева (приведены значения, превышающее 70%) Снизу приведена временная шкала и шкапа дивергенции (замен на сайт)
Филогенетический анализ центрального района генома ортопоксвирусов Изучение центральной консервативной (родоспецифичной) области секвенированных геномов 42 представителей разных видов рода Orthopoxvirus выявило, что исследуемые штаммы на филогенетическом дереве кластеризуются по видовому признаку, за исключением штаммов ВОК (рис 4)
г,_I-
Ü>-E== I—
-CPXVGRI -RPXVUTR VACV COP VACVWR VACV LIS VACV 3737 HPXV pMPXVCON
plica
__JyíPXVZ78 t-MPXV Z96 .MPXVCOP ÍMPXVWRA
Jiao
Lmpxv ub
-TííPXVSL
fioo
liMPXV US39
UlDO
TMPXV US44
ICMLVM96
ico
CMLVCMS
-TATV
VARV ETH72
1Ш
tVARV SOM77 VARV BOT72 VARVCN070
N
VARV BSH75
oo
VARVNEP73 VARV 1RN72 ¡ÍARV AFG70 VARV IND64
30
jVARV SUM70 VARV JAP51 l-VARV CHN48 <» rVARV BEN68 TVARV GUI69 l$ARV SLN68 -VARV N1069
ÍVARVOAR68
lioo
JjfARV BRZ66 T.VARVBUT52
— CPXVBRI
— CPXVGER
-ECTVMOS
loo
-ECTVNAV
Тыс лет назад
0 015 0 010 0 005 О ООО
Рис 4 Корневое филогенетическое дерево, сконструированное по результатам анализа вывоко консервативного района генома 42 ортопоксвирусов См пояснения к рис 3
При определении средних значений генетических расстояний внутри видов ортопоксвирусов (табл 1) было установлено, что наибольшие отличия наблюдаются между штаммами ВОК Межштаммовые величины генетических расстояний варьируют от 17 до 21х10"3 нуклеотидных замен на сайт Остальные ортопоксвирусы демонстрируют значительно меньшие показатели средних значений генетических расстояний внутри видов (табл 1) Среди них максимальные величины были определены для вируса осповакцины Это можно объяснить длительной историей пассирования штаммов этого вируса в лабораторных условиях
Анализ средних значений генетических расстояний между различными видами ортопоксвирусов показал, что эти величины варьируют от 15* 10"3 (между ВНО и вирусом оспы верблюдов) до З5х103 нуклеотидных замен на сайт (между ВНО и вирусом
эктромелии) Эти значения имеют тот же порядок величин, что и показатели генетических расстояний между тремя изученными штаммами ВОК
Таблица 1.
Средние значения генетических расстояний (число нуклеотидных замен на сайт) внутри видов ортопоксвирусов В квадратных скобках приведено стандартное отклонение, _рассчитанное по 1000 реплик_
Вид ортопоксвируса Генетическое расстояние
Вирус оспы коров 0 01923 [0 00044]
Вирус осповакцины 0 00707 Г0 000201
Вирус эктромелии 0 00061 Г0 000061
Вирус оспы обезьян 0 00179 f0 00008]
Вирус оспы верблюдов 0 00026 ГО 000031
Вирус натуральной оспы 0 00173 [0 00004]
В современной систематике вирусов актуальным остается вопрос критериев отнесения штаммов к вирусным таксонам Одним из молекулярно-биологических критериев вирусной классификации может являться степень гомологии или значение генетических расстояний между геномными последовательностями Если при сравнении центральных консервативных нуклеотидных последовательностей двух штаммов ортопоксвирусов обнаруживаются значения генетических расстояний более 1x102 замен на сайт, то мы предлагаем рассмотреть вопрос о причислении изучаемых штаммов к разным видам ортопоксвирусов Исходя из этих данных, можно предложить отнести три изученных штамма ВОК к разтичным видам рода Orthopoxvirus Кроме биологических характеристик необходимы более точные молекулярные параметры для определения таксономического положения видов ВОК Одним из таких критериев может быть кластеризация штаммов на филогенетическом дереве, построенном на основе консервативных нуклеотидных последовательностей геномов По этому параметру штамм ВОК CPXV GRI (рис 4) необходимо отнести к отдельному ортопоксвирусному виду В этой связи можно заключить, что, по-видимому, использование общего термина «вирус оспы коров» для трех изученных штаммов является некорректным
LR-тест для ортопоксвирусов выявил существенные различия в скорости накопления мутаций между ветвями дерева. Однако с помощью теста Tajima нам удалось выбрать 8 штаммов ортопоксвирусов с близкой скоростью эволюции и оценить время дивергенции штамма ВОК CPXV GER Эта величина была использована для последующего проведения эволюционного анализа байесовским методом датирования Метод Байеса выполняет молекулярное датирование и определяет доверительный интервал временных значений в предположении, что скорость эволюции меняется во времени Такой подход позволяет рассчитывать времена дивергенции таксономических групп более точно, чем методы филогенетической реконструкции
Анализ времени дивергенции ортопоксвирусов Штаммы вируса осповакцины, оспы кроликов и ВОК CPXV BRI, имеющие многолетнюю историю пассирования в экспериментальных условиях, могут нарушать логику эволюционных взаимосвязей с природными изолятами ортопоксвирусов Поэтому при дальнейшем анализе мы исключили указанные штаммы ортопоксвирусов
Из филогении ортопоксвирусов (рис 4) следует, что три вида татерапоксвирус, вирус оспы верблюдов и ВНО имели общий вирус-прародитель При этом вирус оспы верблюдов и ВНО строго видоспецифичны по отношению к своим хозяевам Предполагая, что специализация этих видов вирусов происходила одновременно с формированием видов хозяев, можно считать, что они появились сотни миллионов лет назад Однако, это маловероятно, так как для возникновения вирусов с высокой контагиозностью и летальностью необходима высокая популяционная плотность восприимчивых хозяев В
И
случае с ВНО такая ситуация могла сложиться после появления общинного земледелия и скотоводства 5-10 тыс лет назад Применяя байесовский метод датирования, рассчитали, что ВНО, вирус оспы верблюдов и татерапоксвирус выделились от единого предка около 3 4±0 8 тыс лет назад (рис 5, табл 2) Этот временной период совпадает с формированием крупных поселений людей и созданием больших стад копытных, что могло способствовать распространению инфекционных заболеваний Поскольку эти вирусы произошли от единого предка, можно предположить, что они эволюционно возникли в одном географическом регионе, скорее всего, на Ближнем Востоке, и, скорее всего, от ВОК-подобного вируса, имеющего широкий спектр хозяев
МРХУ 296 рМРХУСОР ГТ-МРХУША "Ь—МРХУЫВ т—МРХУ 51. МРХУ №39
мрху игде
гСМ1Л/М36 1СМ1.УСМ5 -ТАТУ
ЕТН72 УАЛУ вОМ77 УАт/ ВОТ72 УАЯУСМ070 ■ УАЯУ В5Н76 ^ \ZARV №ЕР73
»УАЯУ «N72 \ZARV АР070 ЧЫКЧ №Ю64 -УАЯУ5иМ70 -УАГШ *1АР61 -УАНУСНЫ48 ЧАЯУ БАЯве \ZARV вяав В11Т62
гУАЯУОиЮЭ УАМ г1Л68 УАЯУ ВЕ№8 УАЯУ N1069 —СРХУ ОЕЯ
Л
¿'^■¿■¿'Д'^'г'-! 'о Тысл",,м5
Рис 5 Оцененные времена расхождения штаммов ортопоксвирусов с помощью программы МиКкЬуИте, на основе анализа консервативного района генома Топология та же, что и на рис 4 Значения времен расхождения и скорости накопления мутаций для узлов с 1 по 8 приведены в табл 2
Таблица 2.
Времена дивергенции и скорости накопления мутаций в узлах дерева дивергентной __эволюции ортопоксвирусов, приведенного на рис 5_
Узел Времена дивергенции и Скорости накопления мутаций и
стандартное отклонение (годы) стандартное отклонение (замен нуклеотидов на сайт в год х 10-6)
1 595Ы490 1 89±0 50
2 6430±1557 4 78±1 66
3 2615±862 1 73±0 64
4 6999±1687 2 87±0 70
5 3396±759 2 34±0 82
6 8299±1996 2 87±0 70
7 572±82 4 32±1 19
8 347±44 2 45±0 58
Датировка происхождения прародителя ВНО около 3-4 тыс лет назад свидетельствует, что ВНО сравнительно молодой вирус, и это объясняет отсутствие упоминаний об эпидемиях натуральной оспы в древних исторических записях (Талмуд, Библия и тд) Первые достоверные описания этого заболевания относятся к IV веку нашей эры (Китай)
Следует отметить, что как для ВНО, так и для вируса оспы обезьян с высокой надежностью выявляются западноафриканские подтипы (рис 3, 4) Скорее всего, это является следствием географической изоляции зоны тропических лесов западной части Африки от остального континента С востока этот район отделен от Центральной Африки горами Адамава С севера доступ в Западную Африку закрывает пустыня Сахара. Такое разделение на географические подтипы характерно и для других семейств вирусов Вычисленное с помощью метода Байеса время начала дивергентной эволюции западноафриканских подтипов ортопоксвирусов оценено нами как примерно 600±80 лет назад для ВНО и 2 6±0 9 тыс лет назад для вируса оспы обезьян (рис 5, табл 2)
С помощью байесовского метода датирования определили скорости эволюции в узлах дерева Значения этого параметра в основных узлах дендрограммы (рис 5) приведены в таблице 2 и варьируют от 1 7 до 4 8x10"4 замен нуклеотидов на сайт в год Наименьшее значение скорости накопления мутаций выявлены у предка вируса оспы обезьян, что объясняет разницу в датировке расхождения подтипов вируса оспы обезьян по сравнению с данными филогенетического анализа ортопоксвирусов (рис 4)
Расчеты средней скорости накопления мутаций ортопоксвирусов при использовании филогенетического анализа или программы ЕзАгапсЬез дали в результате величины от 14Х10"6 до 1 7x10т6 нуклеотидов на сайт в год Это средние величины для сконструированных деревьев, и как оказалось, скорости накопления мутаций варьируют между штаммами различных вирусов в значительной степени (табл 2)
Вычисленные скорости молекулярной эволюции ортопоксвирусов примерно на 2 порядка ниже по сравнению с вирусами, имеющими одноцепочечный ДНК-геном, и на 2-3 порядка ниже, чем у вирусов, содержащих РНК, но на 3-4 порядка выше по сравнению со скоростью эволюции хромосомных генов животных Полученная величина скорости генетической изменчивости объективно отражает гораздо большую скорость смены поколений ортопоксвирусов по сравнению с природными хозяевами, в которых они размножаются
До сегодняшнего дня имеются только оценки скорости молекулярной эволюции крупных ДНК-содержащих вирусов, основанные на теории коэволюции вирусов и их хозяев Эта скорости определяются как 10"7-10' мутаций на сайт в год Наши данные, полученные при сравнении геномных последовательностей различных ортопоксвирусов, демонстрируют значительно большую скорость эволюции этого рода вирусов, что ставит под сомнение
возможность вычислений скорости эволюции ортопоксвирусов на основе гипотезы коэволюции вирусов и их хозяев
Проведенное нами молекулярное датирование ортопоксвирусов обнаружило, что эволюционный потенциал ВОК недооценивается ВНО произошел от ВОК-подобного вируса-предшественника за сравнительно короткий исторический промежуток времени Существующие природные резервуары ВОК, основными хозяевами которого являются грызуны, недостаточно изучены
Нами выполнена реконструкция эволюционной истории рода Orthopoxvirus на основе анализа центральной консервативной последовательности генома, включающей 102 гена Гены, расположенные в этой области генома, находятся под действием стабилизирующей селекции, и большинство закрепившихся мутаций в них не влияют на функции кодируемых ими белков Накопление замен в этих генах происходит с близкими скоростями, и рекомбинационные события, искажающие эволюционную картину, не характерны для этого района генома Выполненный расчет позволил оценить времена видообразования и независимой эволюции различных штаммов ортопоксвирусов Суммируя результаты проведенного исследования можно заключить, что нам впервые удалось определить временную шкалу дивергентной эволюции и оценить скорости накопления мутаций представителями рода Orthopoxvirus
Сравнительный анализ вариабельных районов генома штаммов вируса натуральной ослы. На следующем этапе работы нами была изучена вариабельность генома вируса натуральной оспы У ВНО самый короткий геном из всех изученных видов ортопоксвирусов ВНО, по-видимому, возник из вируса-предшественника в результате делеций и мутаций в определенных районах вирусного генома При этом центральная часть генома размером 102 т п н осталась практически неизменной, а все преобразования произошли в концевых вариабельных районах
Изучение организации генома ВНО важно с точки зрения понимания функционирования этого опасного вируса Кроме того в природе широко распространен ВОК, в геноме которого представлен полный набор белков-ортологов ВНО Поэтому остается потенциальная опасность возникновения оспоподобного вируса в результате мутационного изменения существующего в природе представителя рода Orthopoxvirus
Известно, что штаммы ВНО, имеющие различное географическое происхождение, различаются по биологическим и эпидемиологическим свойствам Поэтому представляется важным изучить вариабельность генома ВНО при сравнении различных изолятов вируса.
На основе выполненного ранее в нашей лаборатории сравнительного анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов двадцати ампликонов, покрывающих в сумме полные геномы 21 штамма ВНО Российской коллекции, были выбраны два наиболее вариабельных протяженных сегмента генома ВНО Эти сегменты локализованы в концевых левой и правой областях вирусного генома Суммарно они охватывают около 12% вирусного генома Выполненный нами анализ нуклеотидной структуры этих вариабельных генома ВНО позволил выявить детальные взаимосвязи между изученными штаммами ВНО Следует отметить, что при филогенетическом анализе штаммов ВНО (рис 6) практически в каждой подгруппе азиатских изолятов обнаруживаются штаммы, выделенные в Индии Наиболее массовые эпидемии оспы в XX веке происходили в Индии Поэтому данный географический регион в этот период можно рассматривать как «эволюционный котел» ВНО, в котором возникали генетические варианты данного вируса и переносились в другие географические зоны Азии
В целом необходимо подчеркнуть, что геном ВНО изученного набора штаммов, выделенных в интервале 1944-1977 годов в разных географических регионах, характеризуется относительно высокой консервативностью Западноафриканские и произошедшие от них южноамериканские штаммы ВНО наиболее выраженно отличаются от остальных изученных изолятов данного вируса (рис 6), что подтверждает полученные нами ранее данные о формировании этими изолятами отдельного генетического подтипа ВНО
Рис 6 Корневое дерево, построенное методом максимального правдоподобия по результатам анализа левого и правого сегмента генома ВНО Цифры на филограмме показывают индексы статистической надежности узлов дерева (приведены значения, превышающее 70%) Снизу приведена шкала дивергенции (замен на сайт)
Неожиданным явилось обнаружение у азиатских дальневосточных и западноафриканских-южноамериканских вариантов ВНО общих отличий от других штаммов ВНО в последовательностях ДНК изученных районов генома, что указывает на эволюционное родство этих географически далеко разнесенных вариантов вируса Данный факт тем более удивителен, что имеются надежные исторические данные, датируемые IV веком нашей эры, о первом появлении оспы в Китае между 25-ым и 40-ым годами нашей эры, в то время как предполагают, что оспа в Западную Африку была занесена паломниками из Ближнего Востока в 11-ом веке На основе детального анализа как протяженных
вариабельных сегментов, так и центральной консервативной области вирусного генома можно заключить, что западноафриканские и азиатские дальневосточные штаммы ВНО произошли от общего предка, возможно, ближневосточного
Проведено исследование межгрупповой и внутригрупповой гетерогенности установленных кластеров штаммов ВНО Определена локализация наиболее полиморфных участков на изученных сегментах генома ВНО Самыми гетерогенными районами среди двух изученных сегментов генома ВНО оказались районы, расположенные в левом сегменте с координатами, соответствующими началу и концу ОРТ D13L (по номенклатуре ВНО штамм IND67) ОРТ D13L является фрагментом мутационно разрушенной ОРТ, кодирующей kelch-подобный белок ВОК Нарушение этого гена у ВНО привело к утрате функции данного локуса и как следствие - к накоплению мутаций Другой полиморфный район левого сегмента с показателем дивергенции 0008 соответствует некодирующей области, расположенной между ОРТ C3L и C4R Этот межгенный район соответствует сегменту ОРТ M5L ВОК штамма CPXV GRI90, основная часть которой в геноме ВНО делегирована. В правом сегменте единственный район со сходным значением дивергенции (0 008) расположен между ОРТ B3L и B4L (по номенклатуре штамма IND67) и приходится на район ОРТ B2R ВОК штамма CPXV GRI90, также мутационно разрушенной в геноме ВНО Таким образом, «горячими районами» накопления мутаций в геноме ВНО являются функционально неактивные последовательности ДНК Следовательно, межштаммовые различия в наибольшей степени сконцентрированы в декодирующих районах изученных сегментов генома ВНО Эти участки являются перспективными для разработки стратегии генотипирования различных географических групп пггаммов ВНО
ВЫВОДЫ
1 Определена нуклеотидная последовательность генов гемагглютинина и белка слияния для различных штаммов ортопоксвирусов Проведенный филогенетический анализ расшифрованных в данной работе и опубликованных нуклеотидных последовательностей этих генов обнаружил различающиеся для каждого гена филогенетические связи между одними и теми же штаммами ортопоксвирусов
2 Впервые на основе филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей протяженной центральной консервативной области генома, содержащей 102 гена, 42 штаммов вирусов 6 видов рода Orthopoxvirus осуществлена количественная оценка времени происхождения этих видов Установлено, что независимая эволюция ВНО началась 3 4±0 8 тыс лет назад
3 Впервые определена скорость молекулярной эволюции ортопоксвирусов на основе Байесовского анализа биогеографического разнообразия их штаммов Определено, что скорость накопления мутаций в геноме ортопоксвирусов составляет 1 7-4 8*10~б замен нуклеотвдов на сайт в год
4 Определены нуклеотидные последовательности двух протяженных сегментов концевых вариабельных районов генома 22 штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции Осуществлен филогенетический анализ полученных и ранее опубликованных данных о последовательностях двух изученных сегментов генома В НО Впервые обнаружено эволюционное родство географически далеко разнесенных азиатских дальневосточных и западноафриканских вариантов ВНО
5 Установлены наиболее полиморфные локусы генома ВНО Показано, что они локализованы или в некодирующих областях генома, или в районах разрушенных открытых рамок трансляции, характерных для вируса-предшественника.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1 Бабкин И В , Непомнящих Т С , Максютов Р А , Гуторов В В , Бабкина И Н , Щелкунов С Н Сравнительный анализ концевых вариабельных районов генома вируса натуральной оспы Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Молекулярная Диагностика-2007", Россия, Москва, 2007 г, Т 1,С 333-344
2 Бабкин И В , Щелкунов С Н Временной масштаб эволюции поксвирусов // Молекул Биология -2006-Т 40-№1-С 20-24
3 Babkm IV, Shchelkunov S N Time scale of poxvirus evolution Proceedings of the Fifth International Conference on Biomformatics of Genome Regulation and Structure Novosibirsk, Russia, 2006 Edited by N Kolchanov.R Hofestadt V 3 P 109-114
4 Olson V A , Laue T, Laker M T, Babkin IV , Drosten С, Shchelkunov S N, Niedrig M , Damon IК, Meyer H Real-time PCR system for detection of orthopoxviruses and simultaneous identification of smallpox virus //J Clin Microbiol -2004-V 42-№5-P 1940-1946
5 Babkin I V, Mikheev M V , Shchelkunov S N Comparative study of the orthopoxvirus genes A27L, A56R, B8R, AND C11R Proceedings of the Third International Conference on Biomformatics of Genome Regulation and Structure Novosibirsk, Russia, 2002 Edited by N Kolchanov, R Hofestadt V 2 P 10-13
6 Бабкин И В, Петров Н А, Каблова Г В , Петров В С, Щелкунов С Н, Сандахчиев JIС Изучение вариабельности генов A27L и A56R ортопоксвирусов //Докл РАН - 1997-Т 357-С 117-122
Доклады конференций
Результаты исследований были доложены на ежегодных Meeting of the WHO Advisory Committee on Variola Virus Research (Geneva, Switzerland, 2006,2007)
Бабкин Игорь Викторович
ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОРТОПОКСВИРУСОВ
Автореф дисс на соискание ученой степени кандидата биологических наук Подписано в печать 09 06 2008 Захаз № 49 Формат 60x84716 Уел печ л. 1 Тираж 100 экз Типография Института катализа им Г К Борескова СО РАН
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бабкин, Игорь Викторович
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1. Методы филогенетической реконструкции молекулярно-генетических данных.
1.1.1. Молекулярная филогения.
1.1.2. Филогенетическое дерево.
1.1.3. Алгоритмы построения деревьев.
1.1.3.1. Матричные методы.
1.1.3.2. Символьно-ориентированные методы.
1.1.4. Моделирование эволюции последовательностей. ?
1.1.5. Статистическое подтверждение построения деревьев.
1.1.6. Проблемы филогенетической реконструкции. ?
1.2. Скорость молекулярной эволюции. ?
1.2.1. Скорость молекулярной эволюции вирусов.
1.2.1.1. Скорость молекулярной эволюции РНК-содержащих вирусов
1.2.1.2. Скорость молекулярной эволюции ДНК-содержащих вирусов
1.2.1.2.1. Теория коэволюции вирусов и их хозяев.
1.2.1.2.2. Определение скорости эволюции на основе генетических данных.
1.3. Эволюция поксвирусов.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение молекулярной эволюции ортопоксвирусов"
Семейство Poxviridae состоит из подсемейств вирусов позвоночных iChordopoxvirinae) и вирусов насекомых (Entomopoxvirinae). В составе Chordopoxvirinae известны восемь родов и некоторые неклассифицированные вирусы, в род Avipoxvirns входят вирусы птиц, а остальные, за исключением вируса оспы крокодилов, являются вирусами млекопитающих. Среди последних наиболее хорошо изучены вирусы рода Orthopoxvirus. Это обусловлено тем, что в состав данного рода входят такие патогенные для человека вирусы, как вирус натуральной оспы (ВНО), вирус оспы обезьян, вирус оспы коров, а также вирус осповакцины, являющийся живой вакциной против натуральной оспы и других ортопоксвирусных инфекций, и его подвиды - вирусы оспы лошадей, буйволов и кроликов. Всего в род Orthopoxvirus входят девять видов. Кроме вышеперечисленных это вирус оспы верблюдов, вирус эктромелиии, татерапоксвирус и поксвирусы полевок и енотов (Shchelkunov et al., 2005).
Ортопоксвирусы представляют собой большую группу близкородственных вирусов, демонстрирующих различия по тяжести вызываемых ими заболеваний, и имеют различающийся круг чувствительных к ним животных. Эволюционная связь разных видов ортопоксвирусов пока не ясна.
В современных исследованиях временная шкала эволюции животных основывается на палеонтологических данных и, проводя сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей консервативных генов животных разных таксонов, можно вычислить удельную частоту замен, произошедших в изучаемых локусах в процессе дивергенции этих таксонов от прародителя. В тоже время, изучение молекулярной эволюции ДНК-содержащих вирусов является сложной задачей. В отличие от быстро эволюционирующих РНК-содержащих вирусов, объективная оценка скорости изменчивости геномов ДНК-содержащих вирусов, как правило, отсутствует. Анализ эволюционных взаимосвязей ДНК-содержащих вирусов разных таксонов приводит в большинстве случаев к построению филогенетических деревьев, которые не имеют масштаба времени. Однако, существует уникальная ситуация с известным датированием заноса вируса натуральной оспы из Западной Африки в Южную Америку в XVI веке что может позволить рассчитать скорость накопления мутаций в геноме ВНО и в целом временную шкалу эволюции ортопоксвирусов.
Анализ особенностей молекулярной эволюции ортопоксвирусов позволяет прогнозировать появление новых ортопоксвирусов и дальнейшее эволюционное изменение ныне существующих видов ортопоксвирусов.
Цели и задачи исследования
Целью настоящего исследования являлось изучение закономерностей молекулярной эволюции ортопоксвирусов.
В ходе работы решались следующие задачи:
1. Определение нуклеотидной последовательности генов гемагглютинина и белка слияния для большого набора штаммов различных ортопоксвирусов.
2. Филогенетический и структурный сравнительный анализ последовательностей гемагглютинина и вирионного белка слияния ортопоксвирусов.
3. Исследование эволюционных взаимосвязей членов рода Orthopoxvirus на основе нуклеотидных последовательностей протяженной центральной консервативной области генома 42 штаммов ортопоксвирусов.
4. Оценка скорости молекулярной эволюции ортопоксвирусов на основе Байесовского метода датирования.
5. Определение нуклеотидных последовательностей двух протяженных сегментов концевых вариабельных районов генома 22 штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции.
6. Филогенетический и структурный анализ генетического разнообразия штаммов ВНО на основе полученных и ранее опубликованных данных о нуклеотидных последовательностях двух изучаемых сегментов генома вируса натуральной оспы.
Научная новизна и практическая значимость работы
Определена нуклеотидная последовательность генов гемагглютинина 42 штаммов ортопоксвирусов и белка слияния для 113 штаммов ортопоксвирусов. При анализе схемы филогенетических связей изученных нами штаммов ортопоксвирусов по нуклеотидным последовательностям этих генов выявлено, что они распадаются на естественные группы вирусов по видовому признаку, за исключением изолятов вируса оспы коров, что позволило нам впервые указать на наличие подтипов у данного вида ортопоксвируса. Важным результатом выполненного исследования является то, что при сравнении разных генов могут обнаруживаться различающиеся филогенетические связи между одними и теми же ортопоксвирусами. Это указывает на то, что разные виды ортопоксвирусов в процессе своей эволюции могли обмениваться между собой как фрагментами генов, так и более крупными областями своих геномов.
На основе выполненного подробного анализа первичных структур двух генов ортопоксвирусов предложено использовать последовательность гена A27L, кодирующего консервативный вирионный белок, для разработки молекулярных методов диагностики и дифференциации ортопоксвирусов.
На основе нуклеотидных последовательностей центральной консервативной области генома, содержащей 102 гена, 42 штаммов ортопоксвирусов проведено изучение эволюционной истории рода Orthopoxvirus. С использованием этих данных впервые проведена Байесова оценка времени происхождения различных видов ортопоксвирусов. Впервые оценена скорость накопления мутаций в геноме ортопоксвирусов, которая составила 1.7-4.8* Ю-6 замен нуклеотидов на сайт в год.
На основе анализа генетических расстояний между различными штаммами ортопоксвирусов впервые предложен критерий для таксономического деления ортопоксвирусов на виды. В том случае, когда при сравнении консервативных нуклеотидных последовательностей двух штаммов ортопоксвирусов выявляется степень гетерогенности более 1х10~2 замен на сайт, то предлагается изучить возможность их отнесения к различным видам ортопоксвирусов.
Осуществлено определение нуклеотидной последовательности двух вариабельных сегментов генома набора штаммов ВНО Российской коллекции. Проанализировано более 540 т.п.н. для 22 штаммов ВНО, что позволили провести детальное изучение структурной организации этих локусов вирусного генома.
Полученные нами и опубликованные данные были использованы для проведения расширенного филогенетического исследования 70 штаммов ВНО, относящихся к разным подтипам вируса и выделенных в разное время в различных географических районах мира. Определены наиболее гетерогенные локусы в двух изученных сегментах генома ВНО. Впервые обнаружено, что они, в основном, расположены в районах мутационно разрушенных открытых рамок трансляции вируса-предшественника. Впервые обнаружено эволюционное родство географически далеко разнесенных азиатских дальневосточных и западноафриканских вариантов ВНО.
Апробация работы
По материалы диссертации опубликованы 3 статьи в реферируемых изданиях. Результаты работы были представлены на международных конференциях и опубликованы в их материалах: «The Third International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» (Россия, Новосибирск, 2002), «Fifth International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» (Россия, Новосибирск, 2006), и на VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молекулярная Диагностика-2007» (Россия, Москва, 2007), а также на Совещаниях Консультативного комитета ВОЗ по изучению вируса натуральной оспы (2006, 2007).
Вклад автора
Выделение препаратов ДНК вируса натуральной оспы проводилось в лаборатории 1-го уровня биобезопасности ГНЦ ВБ «Вектор» автором совместно с И.Н. Бабкиной и М.В. Михеевым. Определение нуклеотидных последовательностей двух протяженных сегментов концевых вариабельных районов генома для 22 штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции осуществлено Т.С. Непомнящих, Р.А. Максютовым, В.В. Гуторовым, И.Н. Бабкиной под руководством автора. Определение нуклеотидных последовательностей генов гемагглютинина для различных штаммов ортопоксвирусов выполнено лично автором, секвенировапие гена белка слияния для набора штаммов ортопоксвирусов проведено автором в сотрудничестве с коллегами из Института Микробиологии Бундесвера (Германия, Мюнхен). Филогенетический и структурный анализ генетического разнообразия штаммов ВНО и изучение молекулярной эволюции геномов вирусов рода Orthopoxvirus выполнены лично автором.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Бабкин, Игорь Викторович
5. ВЫВОДЫ
1. Определена нуклеотидная последовательность генов гемагглютинина и белка слияния для различных штаммов ортопоксвирусов. Проведенный филогенетический анализ расшифрованных в данной работе и опубликованных нуклеотидных последовательностей этих генов обнаружил различающиеся для каждого гена филогенетические связи между одними и теми же штаммами ортопоксвирусов.
2. Впервые на основе филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей протяженной центральной консервативной области генома, содержащей 102 гена, 42 штаммов вирусов 6 видов рода Orthopoxvirus осуществлена количественная оценка времени происхождения этих видов. Установлено, что независимая эволюция ВНО началась 3.4±0.8 тыс. лет назад.
3. Впервые определена скорость молекулярной эволюции ортопоксвирусов на основе Байесовского анализа биогеографического разнообразия их штаммов. Определено, что скорость накопления мутаций в геноме ортопоксвирусов составляет 1.7-4.8Х10-6 замен нуклеотидов на сайт в год.
4. Определены нуклеотидные последовательности двух протяженных сегментов концевых вариабельных районов генома 22 штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции. Осуществлен филогенетический анализ полученных и ранее опубликованных данных о последовательностях двух изученных сегментов генома ВНО. Впервые обнаружено эволюционное родство географически далеко разнесенных азиатских дальневосточных и западноафриканских вариантов ВНО.
5. Установлены наиболее полиморфные локусы генома ВНО. Показано, что они локализованы или в некодирующих областях генома, или в районах разрушенных открытых рамок трансляции, характерных для вируса-предшественника.
1.4. Заключение
Развитие современных методов филогенетической реконструкции молекулярно-генетических данных позволяет детально анализировать взаимоотношения между вирусами на различных таксономических уровнях. Созданные филогении выявляют степень гетерогенности вирусов и являются основой изучения их молекулярной эволюции.
В последние годы был достигнут значительный прогресс в оценке скорости молекулярной эволюции разнообразных РНК-содержащих вирусов. В большинстве случаев она оказалась близка к 10" замен на сайт в год (Jenkins et al, 2002; Holmes, 2003; Gojobori et al, 1990; Albert and Leitner, 1999). Возможно, что скорость изменчивости РНК-содержащих вирусов в основном зависит от точности РНК-зависимой РНК полимеразы.
В большинстве случаев данные о скорости накопления мутаций в геномах ДНК-содержащих вирусов отсутствуют. Было известно, что эти вирусы, как правило, эволюционируют медленнее, чем РНК-содержащие вирусы. В конце прошлого века для оценки скорости изменчивости вирусов была предложена теория коэволюции вирусов и их хозяев. Однако в последнее время все чаще ставится под сомнение возможность вычислений скорости вирусной эволюции на основе этой гипотезы. На основе теории коэволюции вирусов и их хозяев были получены значения скорости молекулярной эволюции различных ДНК-содержащих вирусов. Эти скорости обычно составляли 10"7 - 10"8 мутаций на сайт в год (Soeda et al., 1980; Shadan and Villarreal, 1993; Ho et al., 1993; Ong et al, 1993; McGeoch and Cook, 1994; Bernard, 1994). Однако недавно были определены скорости изменчивости различных полиомавирусов, парвовирусов и гепаднавирусов. Они оказались значительно выше, чем предсказывала теория коэволюции вирусов и их хозяев (Fares and Holmes, 2002; Osiowy et al, 2006; Simmonds, 2001a; Kidd-Ljunggren et al, 2002; Okamoto et al, 1987; Simmonds and Midgley, 2005; Shackelton et al, 2005; Shackelton and Holmes, 2006; Chen etal., 2004; Shackelton et al., 2006).
Уравнивание скоростей эволюции вирусов и их природных хозяев представляется некорректным, поскольку динамики размножения вирусов и их носителей различаются на порядки. Закономернее исходить из концепции, что вирус-прародитель первоначально имел широкий круг хозяев из разных таксонов животных, а затем в процессе коэволюции вируса и хозяина происходила прогрессивная специализация вирусов к разным видам организмов (Lefkowitz et al., 2006). Сравнение геномных последовательностей вирусов позволяет выявить результат их эволюционной специализации.
Для поксвирусов реконструкцию эволюции через механизм параллельной эволюции с хозяином сложно применить. По-видимому, их эволюция заключалась не в переходе от одного хозяина к другому через видовой барьер и последующем приспособлении к новому хозяину с приобретением новых генов, а определяющим биологическим процессом явилась эволюция поксвируса-прародителя, первоначально имеющего широкий круг хозяев, через потерю части генетического материала. При этом сохранялись только гены, необходимые для успешного паразитирования в одной I специфической экологической нише (McLysaght et al., 2003; Lefkowitz et al, 2006).
Для других вирусов механизмы эволюции, возможно, были отличны, например, герпесвирусы в процессе специализации увеличили свое генное содержание (Wang et al, 2007). I
I 1
Несмотря на значительное количество научных публикаций, посвященных изучению молекулярной эволюции поксвирусов, до настоящего времени скорость изменчивости геномов вирусов этого семейства в научной литературе не оценивалась.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 2.1. Материалы Реактивы, наборы реактивов, ферменты
Наборы реактивов:
1. GeneAmp® XL PCR Kit («Applied Biosystems», США);
2. BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction kit («Applied Biosystems», США);
3. DyeEx Spin Kit («QIAGEN», США).
4. QIAquick Gel Extraction Kit («QIAGEN», США);
5. Taq ДНК-полимераза, буфер для ПЦР, набор dNTP («СибЭнзим», Россия). Реактивы:
1. Агароза, («Sigma», США);
2. Глицерин («Sigma», США);
3. Изопропанол («Реахим», Россия);
4. Фенол («Реахим», Россия);
5. Хлороформ («Реахим», Россия);
6. Этанол (Россия)
7. EDTA («Sigma», США);
8. NaCl («Реахим», Россия);
9. Tris («Sigma», США);
10.Tris-HCl («Sigma», США);
Маркеры молекулярных весов
Маркеры молекулярных весов нуклеиновых кислот: 1 Kb ДНК-маркер, 100 bp ДНК-маркер и X ДЕК/Hindlll маркеры («СибЭнзим», Россия); BenchTop pGEM («Promega», США).
Буферные растворы
ТЕ: (10 мМ Трис-НС1; 1 мМ ЭДТА; рН 8.0)
ТАЕ: (40 мМ Трис-НС1; 40 мМ СН3СООН; 2 мМ ЭДТА; рН 8.0)
2.2. Препараты ДНК ортопоксвирусов, использованные в работе
2.2.1. Препараты ДНК штаммов ВНО Российской коллекции, использованные для секвенирования вариабельных районов генома
Препараты ДНК штаммов вируса натуральной оспы Российской коллекции (ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора), использованные для секвенирования вариабельных районов генома, приведены в табл. 4. Эксперименты с неинфекционной ДНК проводили в условиях лаборатории 2-го уровня биобезопасности. Данная работа одобрена ВОЗ как часть международной программы по изучению ВНО.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бабкин, Игорь Викторович, Кольцово
1. Бабкина И.Н., Бабкин И.В., Ли Ю., Ропп С., Клайн Р., Дэмон И., Эспозито Дж., Сандахчиев Л.С., Щелкунов С.Н. Филогенетическое сравнение геномов различных штаммов вируса натуральной оспы. // Докл. РАН. 2004b. - Т. 398. -С. 316-319.
2. Бабкина И.Н., Бабкин И.В., Маренникова С.С., Сандахчиев Л.С., Щелкунов С.Н. Сравнительный рестрикционный анализ геномов штаммов вируса натуральной оспы из российской коллекции. // Молекуляр. биология. 2004а. - Т. 38. - С. 429-436.
3. Банникова А.А. Молекулярные маркеры и современная филогенетика млекопитающих. // Журнал Общей биологии. 2004. - Т. 65. - № 4. - С. 278-305.
4. Бароян О.В., Серенко А.Ф. Вспышка оспы в Москве в 1959-1960 гг. // Журн. микробиол,- 1961.-№ 4.-С. 72-79.
5. Болдырев Г.Е., Шатров И.И., Брайнина Р.А., Юлаев С.Н. О противоэпидемических мероприятиях по ликвидации очага натуральной оспы. // Журн. микробиол. 1962.-№2.-С. 116-119.
6. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М.: Мир. - 1985. -400 с.
7. Колчанов Н.А., Суслов В.В., Шумный В.К. Молекулярная эволюция генетических систем. // Палеонтологический Журнал. 2003. -№ 6. - С. 58-71.
8. Маренникова С.С., Щелкунов С.Н. Патогенные для человека ортопоксвирусы. -КМК,- 1998.-386 с.
9. Челомина Т.Н., Павленко М.В., Картавцева И.В., Боескоров Г.Г., Ляпунова Е.А., Воронцов Н.Н. Генетическая дифференциация лесных мышей Кавказа: сравнение изозимной, хромосомной и молекулярной дивергенции. // Генетика. -1998.-Т. 34.-№ 2.-С. 213-225.
10. Чумаков К.М., Юшманов С. В. Принцип максимального топологического подобия в молекулярной систематике. // Молекуляр. Генет. Микробиол. Вирусол. 1988. - Т. 3. - С. 3-9.
11. Щелкунов С.Н. Ортопоксвирусный геном (обзор). // Молекуляр. биология. -1996.-Т. 30.-С. 5-32.
12. Adachi J., Hasegawa М. Model of ammo acid substitution in proteins encoded by mitochondrial DNA. // Mol. Evol. 1996. - V. 42. - P. 459-468.
13. Adachi J., Waddell P.J., Martin W., Hasegawa M. Plastid genome phylogeny and a model of amino acid substitution for proteins encoded by chloroplast DNA // J, Mol. Evol. -2000. V. 50. - P. 348-358.
14. Akaike H. A new look at the statistical model identification. // IEEE Trans. Automat. Contr. 1974. - V. 19. - P. 716-723.
15. Albert J., Leitner T. The molecular clock of HIV-1 unveiled through analysis of a known transmission history. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999. - V. 96. - P. 10752-10757.
16. Allen M.J., Schroeder D.C., Holden M.T.G., Wilson W.H. Evolutionary history of the Coccolithoviridae. /I Mol. Biol. Evol. 2006. - V. 23. - № 1. - P. 86-92.
17. Anderson F.E., Swofford D.L. Should we be worried about longbranch attraction in real data sets? Investigations using metazoan 18S rDNA. // Mol. Phylogenet. 2004. -V. 33.-P. 440-451.
18. Aoyagi M., Zhai D., Jin C., Aleshin A.E., Stec В., Reed J.C., Liddington R.C. Vaccinia virus NIL protein resembles а В cell lymphoma-2 (Bcl-2) family protein. // Protein Sci.-2007.-V. 16.-№ 1.-P. 118-124.
19. Aris-Brosou S., Yang Z. Effects of models of rate evolution on estimation of divergence dates with special reference to the metazoan 18S ribosomal RNA phylogeny. // Syst. Biol. 2002. - V. 51. - P. 703-714.
20. Arnason V., Janke A. Mitogenomic analyses of eutherian relationships. // Cytogenet. Genome Res. 2002. - V. 96. - № 1-4. - P. 20-32.
21. Ball L.A. Fidelity of homologous recombination in vaccinia virus DNA. // Virology. -1995. V. 209. - № 2. - P. 688-691.
22. Bamford D.H. Do viruses form lineages across different domains of life? // Res. Microbiol. 2003. - V. 154. - P. 231-236.
23. Bandea C.I. A new theory on the origin and the nature of viruses. // J. Theor. Biol. -1983.-V. 105.-P. 591-602.
24. Barnes W. M. PCR amplification of up to 35-kb DNA with high fidelity and high yield from 1 bacteriophage templates. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994. -V. 91. -P. 2216-2220.
25. Baroudy B.M., Venkatesan S., Moss B. Incompletely base-paired flipflop terminal loops link the two DNA strands of the vaccinia virus genome into one uninterrupted polynucleotide chain. // Cell. 1982. - V. 28. - № 2. - P. 315-324.
26. Barry M., Wasilenko S.T., Stewart T.L., Taylor J.M. Apoptosis regulator genes encoded by poxviruses. // Prog. Mol. Subcell. Biol. 2004. - V. 36. - P. 19-37.
27. Basu R.N., Jezek Z., Ward N.A. The eradication of smallpox from India. New Delhi: South-East Asia regional office World Health Organization. - 1979. - 221 p.
28. Baxevanis A. D., Ouellette B. F. F. Bioinformatics. A practical guide to the analysis of genes and proteins. NY USA: John Wiley & Sons, Inc. - 2001. - 470 p.
29. Bell C.D., Soltis D.E., Soltis P.S. The age of the angiosperms: A molecular timescale without a clock. // Evol. 2005. - V. 59. - № 6. - P. 1245-1258.
30. Bernard H.U. Coevolution of papillomaviruses with human populations. // Trends Microbiol. 1994.-V. 2.-P. 140-143.
31. Bernard H.U., Calleja-Macias I.E., Dunn S.T. Genome variation of human papillomavirus types: phylogenetic and medical implications. // Int. J. Cancer. 2006. -V. 118.-P. 1071-1076.
32. Bollback J.P. Bayesian model adequacy and choice in phylogenetics. // Mol. Biol. Evol.-2002.-V. 19. -P. 1171-1180.
33. Bollyky P.L., Rambaut A., Grassly N., Carman W.F., Holmes E.C. 1997 Hepatitis В virus has a New World evolutionary origin. // Hepatology. 1997. - V. 26. - P. 765.
34. Bowden R., Sakaoka H., Donnelly P.,Ward R. High recombination rate in herpes simplex virus type 1 natural populations suggests significant co-infection. // Infect. Genet. Evol. 2004. - V. 4. -P. 115-123.
35. Bowden R., Sakaoka H., Ward R., Donnelly P. Patterns of Eurasian HSV-1 molecular diversity and inferences of human migrations. // Infect. Genet. Evol. 2006. - V. 6. -P. 63-74.
36. Bromham L., Phillips MJ., Penny D. Growing up with dinosaurs: molecular dates and mammalian radiation. // Trends Ecol. Evol. 1999. - V. 14. - № 3. - P. 113-118.
37. Brown J.R., Douady C.J., Italia M.J., Marshall W.E., Stanhope M.J. Universal trees based on large combined protein sequence data sets. // Nat. Genet. 2001. - V. 28. -№3.-P. 281-285.
38. Brown W.M., Prager E. M., Wang A., Wilson A.C. Mitochondrial DNA sequences of primates tempo and mode of evolution. // J. Mol. Evol. 1982. - V. 18. - P. 225-239.
39. Broyles S.S. Vaccinia virus transcription. // J. Gen. Virol. 2003. - V. 84. - P. 22932303.
40. Bush R.M. Predicting adaptive evolution. // Nat. Rev. Genet. 2001. - V. 5. - P.387-392.
41. Cao Y., Fujiwara M., Okada N., Hasegawa M. Interordinal relationships and timescale of eutherian evolution as inferred from mitochondrial genome data. // Gene. 2000. -V. 259. -№ 1-2.-P. 149-158.
42. Chang B.S.W., Donoghue MJ. Recreating ancestral proteins. // Trends Ecol. Evol. -2000.-V. 15. -№ 3. -P. 109-114.
43. Chen N., Danila M.I., Feng Z., Buller R.M., Wang C., Han X., Lefkowitz E.J., Upton C. The genomic sequence of ectromelia virus, the causative agent of mousepox. // Virology.-2003.-V. 317.-№ l.-P. 165-186.
44. Chen Y., Sharp P.M., Fowkes M., Kocher O., Joseph J.T., Koralnik I.J. Analysis of 15 novel full-length BK virus sequences from three individuals: evidence of a high intra-strain genetic diversity. // J. Gen. Virol. 2004. -V. 85. - P. 2651-2663.
45. Cheng S., Fockler C., Barnes W.M., Higuchi R. Effective amplification of long targets from cloned inserts and human genomic DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994. -V. 91.-№ l.-P. 5695-5699.
46. Cooper A., Fortey R. Evolutionary explosions and the phylogenetic fuse. //Trends Ecol. Evol. 1998. - V. 13.-№4.-P. 151-156.
47. Da Silva M., Upton C. Host-derived pathogenicity islands in poxviruses. // Virol. J. -2005.-V. 2. -№ l.-P. 30.
48. Dayhoff M.O., Eck R.V., Park C.M. A model of evolutionary change in proteins. // Dayhoff M.O. (Ed.). Atlas of protein sequence and structure. - V. 5. - Washington, D.C.: National Biomedical Research Foundation. - 1972. - P. 89-99.
49. Dayhoff M.O., Schwartz R.M., Orcutt B.C. A model of evolutionary change in proteins. // Dayhoff M.O. (Ed.). ~ Atlas of protein sequence and structure. V. 5. - S. 3 - Washington, D.C.: National Biomedical Research Foundation. - 1978. - P. 345352.
50. Dorman K.S. Identifying dramatic selection shifts in phylogenetic trees // BMC Evol. Biol. 2007.-V. 7.-S. 10.
51. Douglass N.J., Richardson M., Dumbell K.R. Evidence for recent genetic variation in monkeypox viruses. // J.Gen.Virol. 1994. - V. 75. - P. 1303-1309.
52. Douzery E.J.P., Snell E.A., Bapteste E., Delsuc F., Philippe H. The timing of eukaryotic evolution: Does a relaxed molecular clock reconcile proteins and fossils? // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004. - V. 101.-№43.-P. 15386-15391.
53. Drake J.W., Charlesworth В., Charlesworth D., Crow J.F. Rates of spontaneous mutation. // Genetics. 1998. - V. 148. - P. 1667-1686.
54. Drake J.W., Hwang C.B. On the mutation rate of herpes simplex virus type 1. // Genetics. 2005. - V. 170. - P. 969-970.
55. Drummond A.J., Ho S.Y., Phillips M.J., Rambaut A. Relaxed phylogenetics and dating with confidence. // PLoS Biol. 2006. - V. 4. - № 5. - E. 88.
56. Dunham E.J., Holmes E.C. Inferring the timescale of dengue virus evolution under realistic models of DNA substitution. // J. Mol. Evol. 2007. - V. 64. - № 6. - P. 656661.
57. Espy M.J., Cockerill F.R., Meyer R.F., Bowen M.D., Poland G.A., Hadfield T.L., Smith T.F. Detection of smallpox virus DNA by LightCycler PCR. // J. Clin. Microbiol. -2002. V. 40,-№6.-P. 1985-1988.
58. Fares M.A., Holmes E.C. A revised evolutionary history of hepatitis В virus (HBV). // J. Mol. Evol. 2002. - V. 54. - P. 807-814.
59. Felsenstein J. Cases in which parsimony and compatibility methods will be positively misleading. // Syst. Zool. 1978. -V. 27. - P. 401-410.
60. Felsenstein J. Distance methods for inferring evolutionary trees: a justification. // Evol. 1984.-V. 38.-P. 16-24.
61. Felsenstein J. Evolutionary trees from DNA sequences: A maximum likelihood approach. // J. Mol. Evol. 1981. - V. 17. - P. 368-376.
62. Fenner F., Henderson D.A., Arita I., Jezek Z., Ladnyi I.D. Smallpox and its Eradication. Geneva: World Health Organization. — 1988. — 1460 p.
63. Fenner F., Wittek R., Dumbell K.R. 1989. Orhopoxviruses. San Diego: Acad. Press Inc. - 1989.-432 p.
64. Foster P.G., Hickey D.A. Compositional bias may affect both DNA-based and protein-based phylogenetic reconstructions. // J. Mol. Evol. 1999. - V. 48. - № 3. - P. 284290.
65. Gao F., Yue L., White A.T., Pappas P.G., Barchue J., ITanson A.P., Greene B.M., Sharp P.M., Shaw G.M., Hahn B.H. Human infection by genetically diverse SlVsm-related HIV-2 in West Africa. //Nature. 1992. - V. 358. - P. 495-499.
66. Garcia-Vallve S., Alonso A., Bravo I.G. Papillomaviruses: different genes have different histories. // Trends Microbiol. 2005. - V. 13. - P. 514-521.
67. Gaut B.S., Lewis P.O. Success of maximum-likelihood phylogeny inference in the 4-taxon case. // Mol. Biol. Evol. 1995. - V. 12. - P. 152-162.
68. Girones R., Miller R.H. Mutation rate of the hepadnavirus genome. // Virology. -1989.-V. 170.-P. 595-597.
69. Gojobori Т., Moriyama E.N., Kimura M. Molecular clock of viral evolution, and the neutral theory.//Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990. - V. 87.-P. 10015-10018.
70. Goldman N. Statistical tests of models of DNA substitution. // J. Mol. Evol. 1993. -V. 36.-P. 182-198.
71. Gorman O.T., Bean W.J., Kawaoka Y., Webster R.G. Evolution of the nucleoprotein gene of influenza A virus.//J. Virol. 1990. - V. 64.-P. 1487-1497.
72. Gottschling M., Kohler A., Stockfleth E., Nindl I. Phylogenetic analysis of beta-papillomaviruses as inferred from nucleotide and amino acid sequence data. // Mol. Phylogenet. Evol. 2007a. - V. 42. - P. 213-222.
73. Gottschling M., Stamatakis A., Nindl I., Stockfleth E., Alonso A., Bravo I.G. Multiple evolutionary mechanisms drive papillomavirus diversification. // Mol. Biol. Evol. -2007b.-V. 24.-№5.-P. 1242-1258.
74. Gubser C., Hue S., Kellam P., Smith G.L. Poxvirus genomes: a phylogenetic analysis. // J. Gen. Virol. 2004. - V. 85. - P. 105-117.
75. Gubser С., Smith G.L. The sequence of camelpox virus shows it is most closely related to variola virus, the cause of smallpox. // J. Gen. Virol. 2002. - V. 83. - P. 855-872.
76. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. //Nucl. Acids. Symp. Ser. 1999. - V. 41. - P. 9598.
77. Halpern A.L. Comparison of papillomavirus and immunodeficiency virus evolutionary patterns in the context of a papillomavirus vaccine. // J. Clin. Virol. 2000. - V. 19. -P. 43-56.
78. Hannoun C., Horal P., Lindh M. Long-term mutation rates in the hepatitis В virus genome. // J. Gen. Virol. 2000. - V. 81. - P. 75-83.
79. Hanson D., Diven D.G. Molluscum contagiosum. // Dermatol. 2003. - V. 9. - № 2. -P. 2.
80. Hardison R.C. Comparative genomics. // PLoS Biol. 2003. - V. 1. -№ 2. -E. 58.
81. Hasegawa M., Hashimoto T. Ribosomal RNA trees misleading? // Nature. 1993. - V. 361.-P.2.
82. Hasegawa M., Kishino H., Yano T. Estimation of branching dates among primates by molecular clocks of nuclear DNA which slowed down in Hominoidea. // J. Hum. Evol. 1989.-V. 18.-P. 461-476.
83. Hatwell J.N., Sharp P.M. Evolution of human polyomavirus JC. // J. Gen. Virol. -2000.-V. 81.-P. 1191-1200.
84. Hedges S.B., Poling L.L. A molecular phylogeny of reptiles. // Science. 1999. - V. 283. - № 5404. - P. 998-1001.
85. Hillis D. M., Moritz C., Mable K. Molecular systematics. Sunderland, Mass. USA: Sinauer. - 1996. - 655 p.
86. Hillis D.M. Inferring complex phylogenies.//Nature. 1996. - V. 383. - P. 130-131.
87. Hinthong О., Jin X.L., Shisler J.L. Characterization of wild-type and mutant vaccinia virus M2L proteins abilities to localize to the endoplasmic reticulum and to inhibit NF-kB activation during infection. // Virology. 2008. - Epub ahead of print.
88. Ho L., Chan S.Y., Burk R.D., Das B.C., Fujinaga K., Icenogle J.P., Kahn Т., Kiviat N., Lancaster W., Mavromara-Nazos P., Labropoulou V., Mitrani-Rosenbaum S., Norrild
89. B., Pillai M.R., Stoerker J., Syrjaenen K., Syrjaenen S., Tay S.K., Villa L.L., Wheeler
90. C.M., Williamson A.L., Bernard H.U. The genetic drift of human papillomavirus type 16 is a means of reconstructing prehistoric viral spread and the movement of ancient human populations. //J. Virol. 1993. - V. 67.-P. 6413-6423.
91. Ho S.Y.W., Phillips M.J., Drummond A. J., Cooper A. Accuracy of Rate Estimation Using Relaxed-Clock Models with a Critical Focus on the Early Metazoan Radiation. // Mol. Biol. Evol. 2005. - V. 22. - № 5. - P. 1355-1363.
92. Holmes, E.C. Molecular clocks and the puzzle of RNA virus origins. // J. Virol. -2003.-V. 77.-P. 3893-3897.
93. Hori H., Osava S. Evolutionary change in 5S RNA secondary structure and a phylogenic tree of 54 5S RNA species. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1979. -V. 76.-№ l.-P. 381-385.
94. Hueksenbeck J.P. Performance of phylogenetic methods in simulation. // Syst. Biol. -1995.-V. 44.-P. 17-48.
95. Huelsenbeck J.P., Ronquist F. MRBAYES: Bayesian inference of phylogenetic trees. // Bioinformatics. 2001. - V. 17.-P. 754-755.
96. Huelsenbeck J.P., Rannala B. Maximum likelihood estimation of phylogeny using stratigraphic data. //Paleobiology. 1997. -V. 23. -P. 174-180.
97. Hughes A.L., Friedman R. Poxvirus genome evolution by gene gain and loss. // Mol. Phylogenet. 2005. - V. 35. - № 1. - P. 186-195.
98. Hughes G.J., Paez A., Boshell J., Rupprecht C.E. A phylogenetic reconstruction of the epidemiological history of canine rabies virus variants in Colombia. // Infect. Genet. Evol. 2004. - V. 4. - P. 45-51.
99. Ibrahim M.S., Esposito J.J., Jahrling P.B., Lofts R. S. The potential of 5' nuclease PCR for detecting a single-base polymorphism in orthopoxvirus. // Mol. Cell. Probes. -1997.-V. 11.-P. 143-147.
100. Ibrahim M.S., Kulesh D.A., Saleh S.S., Damon I.K., Esposito J.J., Schmaljohn A.L., Jahrling P.B. Real-time PCR assay to detect smallpox virus. // J. Clin. Microbiol. -2003.-V. 41. -№ 8.-P. 3835-3839.
101. Inoue J.G., Miya M., Venkatesh В., Nishida M. The mitochondrial genome of Indonesian coelacanth Latimeria menadoensis (Sarcopterygii: Coelacanthiformes) and divergence time estimation between the two coelacanths. // Gene. 2005. - V. 349. -P. 227-235.
102. Iyer L.M., Aravind L., Koonin E.V. Common origin of four diverse families of large eukaryotic DNA viruses. // J. Virol. 2001. - V. 75. - № 23. - P. 11720-11734.
103. Iyer L.M., Balaji S., Koonin E.V., Aravind L. Evolutionary genomics of nucleo-cytoplasmic large DNA viruses. // Virus Res. 2006. - V. 117. - P. 156-184.
104. Jenkins G.M., Rambaut A., Pybus O.G., Holmes E.C. Rates of molecular evolution in RNA viruses: a quantitative phylogenetic analysis. // J. Mol. Evol. 2002. - V. 54. -P. 156-165.
105. Jong W.W. Molecules remodel the mammalian tree. // Trends Ecol. Evol. 1998. - V. 13.-№7.-P. 270-275.
106. Jukes Т.Н., Cantor C.R. Evolution of protein molecules. // Munro H.N. (Ed.). Mammalian protein metabolism. New York: Academic Press. - 1969. - P. 21-123.
107. Kidd-Ljunggren K., Miyakawa Y., Kidd A.H. Genetic variability in hepatitis В viruses. // J. Gen. Virol. 2002. - V. 83. - P. 1267-1280.
108. Kimura M. A simple method for estimating evolutionary rate of base substitution through comparative studies of nucleotide sequences. // J. Mol. Evol. 1980. - V. 16. -P. 111-120.
109. Kishino H., Thorne J.L., Bruno W.J. Performance of a divergence time estimation method under a probabilistic model of rate evolution. // Mol. Biol. Evol. 2001. - V. 18.-P. 352-361.
110. Krushkal J., Li W.H. Substitution rates in hepatitis delta virus. // J. Mol. Evol. 1995. -V. 41.-P. 721-726.
111. Kuliner M.K., Felsenstein J. Simulation comparison of phylogeny algorithms under equal and unequal evolutionary rates. // Mol. Biol. Evol. 1994. - V. 11. - P. 459-468.
112. Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA3: Integrated software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and sequence alignment. // Brief. Bioinform. 2004. -V. 5.-P. 150-163.
113. Larget В., Simon D. Markov chain Monte Carlo algorithms for the Bayesian analysis of phylogenetic trees. // Mol. Biol. Evol. 1999. - V. 16. - P. 750-759.
114. Lecointre G., Philippe H., Van Le H.L., Le Guyader H. Species sampling has a major impact on phylogenetic inference. // Mol. Phyl. Evol. 1993. - V. 2. - № 3. - P. 205224.
115. Lefkowitz E.J., Wang C., Upton C. Poxviruses: past, present and future. // Virus Res. -2006.-V. 117.-P. 105-118.
116. Li W.H., Graur D. Fundamentals of molecular evolution. Sunderland, Mass. USA: Sinauer Associates Inc. - 1991. - 261 p.
117. Li W.H., Tanimura M., Sharp P.M. Rates and dates of divergence between AIDS virus nucleotide sequences. // Mol. Biol. Evol. 1988. - V. 5. - P. 313-330.
118. Mansky L.M., Temin H.M. Lower in vivo mutation rate of human immunodeficiency virus type 1 than that predicted from the fidelity of purified reverse transcriptase. // J. Virol. 1995. - V. 69. - P. 5087-5094.
119. Margoliash E. Primary structure and evolution of cytochrome C. // 1963. V. 50. - P. 672-679.
120. Massung R.F., Loparev V.N., Knight J.C., Totmenin A.V., Chizhikov V.E., Parsons J.M., Safronov P.F., Gutorov V.V., Shchelkunov S.N., Esposito J.J. Terminal region sequence variations in variola virus DNA. // Virology. 1996. - V. 221. - P. 291-300.
121. Май В., Newton M., Larget B. Bayesian phylogenetic inference via Markov chain Monte Carlo methods. // Biometrics. 1999. - V. 55. - P. 1-12.
122. McGeoch D.J., Cook S. Molecular phylogeny of the alphaherpesvirinae subfamily and a proposed evolutionary timescale. // J. Mol. Biol. 1994. - V. 238. - P. 9-22.
123. McGeoch D.J., Cook S., Dolan A., Jamieson F.E., Telford E.A. Molecular phylogeny and evolutionary timescale for the family of mammalian herpesviruses. // J. Mol. Biol. 1995.-V. 247.-P. 443-458.
124. McGcoch D.J., Dolan A., Ralph A.C. Toward a comprehensive phylogeny for mammalian and avian herpesviruses. // J. Virol. 2000. - V. 74. - P. 10401-10406.
125. McGeoch D.J., Gatherer D. Integrating reptilian herpesviruses into the family herpesviridae. // J. Virol. 2005. - V. 79. - P. 725-731.
126. McGeoch D.J., Rixon F.J., Davison A.J. Topics in herpesvirus genomics and evolution. // Virus Res. 2006. - V. 117. - P. 90-104.
127. McGuire K., Holmes E.C., Gao G.F., Reid H.W., Gould E.A. Tracing the origins of louping ill virus by molecular phylogenetic analysis. // J. Gen. Virol. 1998. - V. 79. -P. 981-988.
128. McLysaght A., Baldi P.F., Gaut B.S. Extensive gene gain associated with adaptive evolution of poxviruses. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003. - V. 100. - № 26. - P. 15655-15660.
129. Meyer H., Neubauer H., Pfeffer M. Amplification of variola virus-specific sequences in German cowpox virus isolates. // J. Vet. Med. Infect. Dis. Vet. Public Health -2002.-V. 49. -P. 17-19.
130. Mizokami M., Orito E. Molecular evolution of hepatitis viruses. // Intervirology. -1999.-V. 42.-P. 159-165.
131. Moran N.A. Microbial minimalism: genome reduction in bacterial pathogens. // Cell. -2002. V. 108. - № 5. - P. 583-586.
132. Moss B. Poxviridae: the viruses and their replication. // Fields B.N., Knipe D.M., Howley P.M., Griffin D.E. (Eds.). Fields virology. V. 2. - Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. - 2001.-P. 2849-2884.
133. Moss В., Ahn B.Y., Amegadzie В., Gershon P.D., Keck J.G. Cytoplasmic transcription system encoded by vaccinia virus. //J. Biol. Chem. 1991. - V. 266. -№ 3. P. 13551358.
134. Moss В., Shisler J.L. Immunology 101 at poxvirus U: immune evasion genes. // Semin. Immunol.-2001.-V. 13.-№ l.-P. 59-66.
135. Narechania A., Chen Z., DeSalle R., Burk R.D. Phylogenetic incongruence among oncogenic genital alpha human papillomaviruses. // J. Virol. 2005. - V. 79. - P. 15503-15510.
136. Nee S. Inferring speciation rates from phylogenies. //Evol. Int. J. Org. 2001. - V. 55. - № 4. - P. 661-668.
137. Nei M., Kumar S. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford: University Press -2000.-333 p.
138. Nei M., Miller J. C. A simple method for estimating average number of nucleotide substitutions within and between populations from restriction data. // Genetics. 1990. -V. 125.-P. 873-879.
139. Nichol S.T., Rowe J.E., Fitch W.M. Punctuated equilibrium and positive Darwinian evolution in vesicular stomatitis virus. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993. - V. 90. -P. 10424-10428.
140. Nutall G. H. Blood Immunity and blood relationship. Cambrige: Cambrige University Press. - 1904. - 287 p.
141. Oie M., Shida H., Ichihashi Y. The function of the vaccinia hemagglutinin in the proteolytic activation of infectivity. // Virology. 1990. - V. 176. - №2. - P. 495-504.
142. Okamoto H., Imai M., Kametani M., Nakamura Т., Mayumi M. Genomic heterogeneity of hepatitis В virus in a 54-year-old woman who contracted the infection through materno-fetal transmission. // J. Exp. Med. 1987. - V. 57. - P. 231-236.
143. Osiowy C., Giles E., Tanaka Y., Mizokami M., Minuk G.Y. Molecular evolution of hepatitis В virus over 25 Years. // J. Virol. 2006. - V. 80. - P. 10307-10314.
144. Paez E., Dallo S., Esteban M. Virus attenuation and identification of structural proteins of vaccinia virus that are selectively modified during virus persistence. // J. Virol.1987. V. 61. - №8. - P. 2642-2647.
145. Page R.D. TreeView: an application to display phylogenetic trees on personal computers. // Comput. Appl. Biosci. 1996. - V. 12. - P. 357-358.
146. Pavesi A. Utility of JC polyomavirus in tracing the pattern of human migrations dating to prehistoric times.//J. Gen. Virol. -2005. V. 86.-P. 1315-1326.
147. Perelson A.S., Neumann A.U., Markowitz M., Leonard J.M., Ho D.D. HIV-1 dynamics in vivo: Virion clearance rate, infected cell lifespan, and viral generation time. // Science. 1996. - V. 271. - P. 1582-1586.
148. Posada D., Crandall K.A. Modeltest: testing the model of DNA substitution. // Bioinformatics. 1998.-V. 14.-P. 817-818.
149. Rambaut A, Bromham L. Estimating divergence dates from molecular sequences. // Mol Biol Evol. 1998.-V. 15.-P. 442-448.
150. Rodriguez D., Rodriguez J.R., Esteban M. The vaccinia virus 14-kilodalton fusion protein forms a stable complex with the processed protein encoded by the vaccinia virus A17L gene. // J. Virol. 1993. - V. 67. - P. 3435-3440.
151. Rodriguez J.F., Esteban M. Mapping and nucleotide sequence of the vaccinia virus gene that encodes a 14-kilodalton fusion protein. // J. Virol. 1987. - V. 61. - P. 35503554.
152. Rodriguez J.F., Smith GL. IPTG-dependent vaccinia virus: identification of a virus protein enabling virion envelopment by Golgi membrane and egress. // Nucleic Acids Res. 1990.-V. 18.-№18.-P. 5347-5351.
153. Rodriguez L.L., Fitch W.M., Nichol S.T. Ecological factors rather than temporal factors dominate the evolution of vesicular stomatitis virus. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996. - V. 93. - P. 13030-13035.
154. Rogers J.S. On the consistency of maximum likelihood estimation of phylogenetic trees from nucleotide sequences. // Syst. Biol. 1997. - V. 46. - P. 354-357.
155. Rosenberg M.S., Kumar S. Incomplete taxon sampling is not a problem for phylogenetic inference. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. - V. 98. - № 19. - P. 10751-10756.
156. Rozas J., Sanchez-DelBarrio J. C., Messeguer X., Rozas R. DnaSP, DNA polymorphism analyses by the coalescent and other methods. // Bioinformatics. -2003.-V. 19.-P. 2496-2497.
157. Russell P. Genetics. 5th ed. Melno Park, CA: Addison Wesley Longman Inc. - 1998. -673 p.167/Rzhetslcy A., Nei M. A simple method for estimating and testing minimum evolution trees. // Mol. Biol. Evol. 1992. - V. 9. - P. 945-967.
158. Saint K.M., French N., Kerr P. Genetic variation in Australian isolates of myxoma virus: an evolutionary and epidemiological study. // Arch Virol. 2001. - V. 146. -№6.-P. 1105-1123.
159. Saitou N., Nei M. The Neighbor-Joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. // Mol. Biol. Evol. 1987. - V. 4. - № 4. - P. 406-425.
160. Sanderson M.J., Wojciechowski M.F. Immproved bootstrap confidence limits in large-scale phytogenies, with an example from Neo-Astagalus (Leguminosae). // Syst. Biol. -2000.-V. 49.-P. 671-685.
161. Sanderson M.J. A nonparametric approach to estimating divergence times in the absence of rate constancy. //Mol. Biol. Evol. 1997. - V. 14. - P. 1218-1231.
162. Sanford M.M., McFadden G. Myxoma virus and oncolytic virotherapy: a new biologic weapon in the war against cancer. // Expert. Opin. Biol. Ther. 2007. - V. 7. - № 9. -P. 1415-1425.
163. Schriewer J., Buller R.M., Owens G. Mouse models for studying orthopoxvirus respiratory infections. // Methods Mol. Biol. 2004. - V. 269. - P. 289-308.
164. Seet B.T., Johnston J.B., Brunetti C.R., Barrett J.W., Everett H., Cameron C., Sypula J., Nazarian S.H., Lucas A., McFadden G. Poxviruses and immune evasion. // Annu. Rev. Immunol. 2003. - V. 21. - P. 377-423.
165. Senkevich T.G., White C.L., Koonin E.V., Moss B. Complete pathway for protein disulfide bond formation encoded by poxviruses. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -2002. V. 99. - № 10. - P. 6667-6672.
166. Shackelton L.A., Holmes E.C. Phylogenetic evidence for the rapid evolution of human В19 erythrovirus. // J. Virol. 2006. - V. 80. - P. 3666-3669.
167. Shackelton L.A., Holmes E.C. The evolution of large DNA viruses: combining genomic information of viruses and their hosts. // Trends Microbiol. 2004. - V. 12. -458-465.
168. Shackelton L.A., Parrish C.R., Truyen U., Holmes E.C. High rate of viral evolution associated with the emergence of carnivore parvovirus // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005. - V. 102. - P. 379-384.
169. Shackelton L.A., Rambaut A., Pybus O.G., Holmes E.C. JC virus evolution and its association with human populations. // J. Virol. 2006. - V. 80. - P. 9928-9933.
170. Shadan F.F., Villarreal L.P. Coevolution of persistently infecting small DNA viruses and their hosts linked to host-interactive regulatory domains. // Proc. Natl. Acad. Sci. U .S .A. 1993. -V. 90. - P. 4117-4121.
171. Shchelkunov S.N., Blinov V.M., Sandakhchiev L.S. Genes of variola and vaccinia viruses needed for overcoming of the host protective mechanisms. // FEBS Lett. -1993.-V. 319.-P. 80-83.
172. Shchelkunov S.N., Marennikova S.S., Moyer R.W. Orthopoxviruses pathogenic for humans. Berlin, Heidelberg, New York: Springer. - 2005. - 425 p.
173. Shchelkunov S.N., Massung R.F., Esposito J.J. Comparison of the genome DNA sequences of Bangladesh-1975 and India-1967 variola viruses. // Virus Res. 1995. -V. 36.-P. 107-118.
174. Shchelkunov S.N., Totmenin A.V. Two types of deletions in orthopoxvirus genomes. // Virus Genes. 1995. - V. 9. - P. 231-245.
175. Shchelkunov S.N., Totmenin A.V., Babkin I.V., Safronov P.F., Ryazankina O.I., Petrov N.A., Gutorov,V.V., Uvarova E.A., Mikheev M.V., Sisler J.R., Esposito J.J.,
176. Jahrling P.B., Moss В., Sandakhchiev L.S. Human monkeypox and smallpox viruses: genomic comparison. // FEBS Lett. 2001. - V. 509. - P. 66-70.
177. Shchelkunov S.N., Totmenin A.V., Kolosova I.V. Species-specific differences in organization of orthopoxvirus kelch-like proteins. // Virus Genes. 2002. - V. 24. - P. 157-162.
178. Shchelkunov S.N., Totmenin A.V., Loparev V.N., Safronov P.F., Gutorov V.V., Chizhikov V.E., Knight J.C., Parsons J.M., Massung R.F., Esposito J.J. Alastrim smallpox variola minor virus genome DNA sequences. // Virology. 2000. - V. 266. -P. 361-386.
179. Shimodaira H., Hasegawa M. Multiple comparisons of log-likehhoods with applications to phylogenetic inference. // Mol. Biol. Evol. 1999. - V. 16. - P. 11141116.
180. Shoemaker J.S., Painter I.S., Weir B.S. Bayesian statistics in genetics a guide for the uninitiated. // Trends. Genet. 1999. -V. 15. - P. 354-358.
181. Simmonds P. Reconstructing the origins of human hepatitis viruses. // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2001a. - V. 356. - № 1411. - P. 1013-1026.
182. Simmonds P. The origin and evolution of hepatitis viruses in humans. // J. Gen. Virol. -2001b.-V. 82.-P. 693-712.
183. Simmonds P., Midgley S. Recombination in the genesis and evolution of hepatitis В virus genotypes. // J. Virol. 2005. - V. 79. - P. 15467-15476.
184. Smee D.F., Sidwell R.W. A review of compounds exhibiting antiorthopoxvirus activity in animal models. // Antiviral Res. 2003. - V. 57. - P. 41-52.
185. Smith D.B., Pathirana S., Davidson F., Lawlor E., Power J., Yap P.L., Simmonds P. The origin of hepatitis С genotypes. // J. Gen. Virol. 1997. - V. 78. - P. 321-328.
186. Soeda E., Maruyama Т., Arrand J.R., Griffin B.E. Host-dependent evolution of three papova viruses. //Nature. 1980. -V. 285.-P. 165-167.
187. Studier J., Keppler K.J. A Note on the Neighbor-Joining algorithm of Saitou and Nei. //Mol. Biol. Evol. 1988,-V. 5.-№6.-P. 729-731.
188. Sugimoto С., Hasegawa M., Kato A., Zheng H.Y., Ebihara H., Taguchi F., Kitamura Т., Yogo Y. Evolution of human polyomavirus JC: implications for the population history of humans. // J. Mol. Evol. 2002. - V. 54. - P. 285-297.
189. Sullivan J., Swofford D. Are guinea pigs rodents? The importance of adequate models in molecular phylogenetics. // J. Mammal. Evol. 1997. - V. 4. - № 2. - P. 77-86.
190. Suzuki Y., Gojobori T. The origin and evolution of Ebola and Marburg viruses. // Mol. Biol. Evol. 1997. - V. 14. - P. 800-806.
191. Suzuki Y., Katayama K., Fukushi S., Kageyama Т., Oya A., Okamura II., Tanaka Y., Mizokami Y., Gojobori T. Slow evolutionary rate of GB virus C/hepatitis G virus. // J. Mol. Evol. 1999. - V. 48. - P. 383-389.
192. Swofford D., Olsen G.J., Waddell P.J., Hillis D.M. Phylogenetic inference. // Hillis D.M., Moritz C., Mable B.K. (Eds). Molecular Systematics. Sunderland: Sinauer. -1996.-P. 407-514.
193. Tajima, F. Simple methods for testing the molecular evolutionary clock hypothesis. // Genetics. 1993. - V. 135. - P. 599-607.
194. Takezaki N., Nei M. Inconsistency of the maximum parsimony method when the rate of nucleotide substitution is constant. //J. Mol. Evol, 1994. -V. 39. - P. 210-218.
195. Thompson J.D., Gibson T.J., Plewniak F., Jeanmougin F., Higgins D.G. The ClustalX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. //Nucl. Acids Res. 1997. - V. 24. - P. 4876-4882.
196. Thorne J.L., Kishino H., Painter I.S. Estimating the rate of evolution of the rate of molecular evolution.//Mol. Biol. Evol. 1998.-V. 15.-P. 1647-1657.
197. Tolou H., Nicoli J., Chastel C. Viral evolution and emerging viral infections: what future for the viruses? A theoretical evaluation based on informational spaces and quasispecies. // Virus Genes. 2002. - V. 24. -№ 3. - P. 267-274.
198. Tulman E.R., Afonso C.L., Lu Z., Zsak L., Kutish G.F., Rock D.L. The genome of canarypox virus. //J. Virol. 2004. - V. 78. -№ l.-P. 353-366.
199. Tulman E.R., Afonso C.L., Lu Z., Zsak L., Sur J.H., Sandybaev N.T., Kerembekova U.Z., Zaitsev V.L., Kutish G.F., Rock D.L. The genomes of sheeppox and goatpox viruses. // J. Virol. 2002. - V. 76. - № 12. - P. 6054-6061.
200. Tulman E.R., Delhon G., Afonso C.L., Lu Z., Zsak L., Sandybaev N.T., Kerembekova U.Z., Zaitsev V.L., Kutish G.F., Rock D.L. Genome of Horsepox Virus. // J. Virol. -2006.-V. 80.-P. 9244-9258.
201. Upton C., Mossman K., McFadden G. Encoding of a homolog of the IFN-gamma receptor by myxoma virus.//Science. 1992.-V. 258.-P. 1369-1373.
202. Upton C., Slack S., Hunter A.L., Ehlers A., Roper R.L. Poxvirus orthologous clusters: toward defining the minimum essential poxvirus genome. // J. Virol. 2003. - V. 77. -№ 13.-P. 7590-7600.
203. Upton C., Stuart D.T., McFadden G. Identification of a poxvirus gene encoding a uracil DNA glycosylase. //Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993.-V. 90.-P. 45184522.
204. Van Dooren S., Salemi M., Vandamme A.M. Dating the origin of the African human T-cell lymphotropic virus type-1 (HTLV-I) subtypes. // Mol. Biol. Evol. 2001. - V. 18.-P. 661-672.
205. Vazquez M.I., Esteban M. Identification of functional domains in the 14-kilodalton envelope protein (A27L) of vaccinia virus. // J. Virol. 1999. - V. 73. - №1 l.-P. 9098-9109.
206. Wang N., Baldi P.F., Gaut B.S. Phylogenetic analysis, genome evolution and the rate of gene gain in the Herpesviridae. // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. - V. 43. - № 3. -P. 1066-1075.
207. Ward C.W. Progress towards a higher taxonomy of viruses. // Res. Virol. 1993. - V. 144.-№ 6.-P. 419-453.
208. Waterman M.S. Introduction to somputational biology. London: Chapman and Hall Press. - 1995.-430 p.
209. Wendel J.F., Doyle J.J. Phylogenetie incongruence: Window into genome history and molecular evolution. // Soltis D., Soltis P., Doyle J. (Eds.). Molecular Systematics of Plants II. Boston: Kluwer Acad. Publ. - 1998. - P. 265-296.
210. Whelan S., Lio P., Goldman N. Molecular phylogenetics: state-of-the-art methods for looking into the past. // Trends Genet. 2001. - V. 17. - P. 262-272.
211. WHO. The global eradication of smallpox. Final report of the Global Commission for the certification of smallpox eradication. Geneva. - 1980.
212. Woese C.R. Interpreting the universal phylogenetie tree. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -2000. V. 97. - P. 8392-8396.
213. Xia X. Data analysis in molecular biology and evolution. New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow: Kluwer Academic Publishers. - 2002. - 280 p
214. Xiang Y., Moss B. Identification of human and mouse homologs of the MC51L-53L-54L family of secreted glycoproteins encoded by the Molluscum contagiosum poxvirus. // Virology. 1999. - V. 257. - № 2. - P. 297-302.
215. Yang Z. Among-site rate variation and its impact on phylogenetie analysis. // Trends. Ecol. Evol. 1996a. - V. 11. - P. 367-372.
216. Yang Z. Estimating the pattern of nucleotide substitution. // J. Mol. Evol. 1994a. - V. 39. - P. 106-111.
217. Yang Z. Maximum likelihood phylogenetie estimation from DNA sequences with variable rates over sites approximate methods. // J. Mol. Evol. 1994b. - V. 39. - P. 306-314.
218. Yang Z. Maximum-likehhood models for combined analyses of multiple sequence data. // J. Mol. Evol. 1996b. - V. 12. - P. 587-596.
219. Yang Z., Goldman N., Friday A. Comparison of models for nucleotide substitution used in maximum-likelihood phylogenetic estimation. // Mol. Biol. Evol. 1994. - V. 11.-P. 316-324.
220. Yang Z., Goldman N., Friday A. Maximum likelihood trees from DNA sequences a peculiar statistical estimation problem. // Syst. Biol. 1995. - V. 44. - P. 384-399.
221. Yang Z., Nielsen R., Hasegawa M. Models of amino acid substitution and applications to mitochondrial protein evolution. // Mol. Biol. Evol. 1998. - V. 15. - P. 1600-1611.
222. Yao X.D., Evans, D.H. High-frequency genetic recombination and reactivation of orthopoxviruses from DNA fragments transfected into leporipoxvirus-infected cells. // J. Virol. 2003. - V. 77. - № 13. - 7281-7290.
223. Yasunaga Т., Miyata T. Evolutionary changes of nucleotide sequences of papova viruses BKV and SV40: they are possibly hybrids. // J. Mol. Evol. -1982. V. 19. - P. 72-79.
224. Yoder A.D., Irwin J. Phylogeny of the Lemuridae: effects of character and taxon sampling on resolution of species relationships within Eulemur. // Cladistics. 1999. -V. 15. - № 3. - P. 351-361.
225. Yoder A.D., Yang Z.H. Estimation of primate speciation dates using local molecular clocks. // Mol. Biol. Evol. 2000. - V. 17. -P. 1081-1090.
226. Yogo Y., Sugimoto C., Zheng H.Y., Ikegaya H., Takasaka Т., Kitamura T. JC virus genotyping offers a new paradigm in the study of human populations. // Rev. Med. Virol.-2004.-V. 14.-P. 179-191.
227. Zuckerkandl E., Pauling L. Molecular disease, evolution and genie heterogeneity. // Kash M. Pullman B. (Eds.). Horizons in Biochemistry. NY: Academic press. - 1962. -P. 189-225.
228. Zuckerkandl E., Pauling L. Molecules as documents of evolutionary history. // J. Theor. Biol. 1965. -V. 8. -№ 2. - P. 357-66.
-
Бабкин, Игорь Викторович
-
кандидата биологических наук
-
Кольцово, 2008
-
ВАК 03.00.03
- Разработка метода видоспецифичной диагностики ортопоксвирусов, патогенных для человека, на основе использования мультиплексной ПЦР
- Поиск генов-мишеней для видоспецифичной идентификации патогенных для человека ортопоксвирусов на олигонуклеотидных микрочипах
- Секвенирование и анализ организации генома вируса оспы коров штамм GRI-90
- Секвенирование и анализ генома вируса оспы обезьян
- Разработка компьютерных методов сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей неограниченной длины
