登革病毒基因组中重组现象的证据

root 提交于 周三, 06/17/2026 - 14:47
重组是 RNA 病毒进化的关键驱动力,但其在登革病毒(DENV)中的发生范围及进化意义仍未得到充分阐明。我们基于 Bacterial and Viral Bioinformatics Resource Center 获取的 6,905 条完整 DENV 基因组,开展了涵盖全基因组的系统重组筛查,这些基因组代表了全部四种血清型、82 个国家以及跨越八十年的采样时间(1944—2023 年)。借助 RDP5 中实现的七种互补性重组检测方法,我们识别出 66 个重组事件,涉及 53 条独特的重组序列,其中 29 个为首次报道。事件包括同基因型内重组(n = 18)、基因型间重组(n = 32)以及血清型间重组(n = 16),跨越 14 个基因型和四大洲,且未观察到显著的血清型层面富集(Cramer’s V = 0.054)。重组主要集中于非结构蛋白编码基因,其中 NS3 最为常见(19 个事件),其次为 NS5(17 个)和 NS2(12 个),而衣壳蛋白基因未检测到重组事件,这与其强功能约束一致。单核苷酸多态性分析证实,无论在重组区域还是非重组区域,重组体与其推断亲本之间的分化均较低。对 6,642 条序列进行的系统基因组分析显示,重组体与其主要亲本的聚类距离显著更近(p = 8.9 × 10^-6),且移除重组体并不会显著改变系统树拓扑结构(p = 0.898),提示重组片段较短限制了系统发育冲突。我们还提出了 RECOSIM——一种用于重组检测的无监督机器学习工具——其在模拟数据集(93.4% vs. 80.0%)和经验数据集(98.1% vs. 39.3%)上的精确率均高于 RDP5。总体而言,这些结果确立了重组作为 DENV 中一种广泛存在、跨血清型的现象,并对基因组监测、疫苗评估和进化推断具有重要意义。

重组是RNA病毒进化的关键驱动力,但其在登革病毒(DENV)中的发生范围及进化意义仍未被充分理解。我们对从细菌与病毒生物信息学资源中心获取的6,905条完整DENV基因组开展了全面的全基因组重组筛查,这些基因组涵盖全部四个血清型、82个国家以及八十年的采样时间跨度(1944—2023年)。利用RDP5中实现的七种互补性重组检测方法,我们在53条独特重组序列中鉴定出66个重组事件,其中29个为新近描述的事件。这些事件包括基因型内重组(n = 18)、基因型间重组(n = 32)和血清型间重组(n = 16),涉及14种基因型和四大洲,且在血清型层面未见显著富集(Cramer's V = 0.054)。重组主要集中于非结构蛋白基因中,其中以NS3(19个事件)、NS5(17个)和NS2(12个)最为常见,而衣壳基因中未发现重组事件,这与其较强的功能约束一致。单核苷酸多态性分析证实,重组体与其推定亲本在重组区和非重组区均表现出较低的序列分化。对6,642条序列的系统基因组学分析表明,重组体与其主要亲本的聚类距离显著更近(p = 8.9 × 10−6),且移除重组体并不会显著改变系统树拓扑结构(p = 0.898),这提示重组区段较短限制了系统发育冲突。我们还引入了RECOSIM,这是一种用于重组检测的无监督机器学习工具,在模拟数据集(93.4% 对 80.0%)和经验数据集(98.1% 对 39.3%)上均实现了高于RDP5的精确率。总体而言,这些结果确立了重组是DENV中一种广泛存在、跨血清型的现象,并对基因组监测、疫苗评估和进化推断具有重要意义。

感谢您有兴趣帮助宣传bioRxiv。

注意:要求提供您的电子邮箱地址,仅用于将您识别为本文发送者。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.14.732057v1?rss=1

🏷️ 登革病毒 基因组重组 RNA病毒进化 系统发育分析 无监督机器学习 基因组监测