Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусовНИР

The study of the basic laws of the relationship of the structure and expression of the genome of picornaviruses

Соисполнители НИР

ФГБНУ ИПВЭ им.М.П. Чумакова Соисполнитель

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: Завершено исследование природы крупной вспышки полиомиелита в Таджикистане в 2010 г., которая распространилась на РФ. Идентифицирован вызвавший вспышку вирус, установлено его происхождение и закономерности дальнейшей эволюции. Впервые сконструирован жизнеспособный вирус энцефаломиокардита, лишенный функции двух секьюрити-белков (белков, ответственных за противодействие противовирусной защите клетки). Эта модель позволит углубить представления о механизме патогенного действия вирусов на клетку и взаимодействии между вирусом и врожденным иммунитетом хозяина. Получены новые данные о структурно-функциональных отношениях в регуляторном цис-элементе 5’-нетранслируемой области генома полиовируса oriL, ответственном за инициацию синтеза позитивных и негативных цепей вирусной РНК. Эти результаты расширяют понимание механизма репликации вирусного генома, a также некоторых закономерностей его эволюции. В рамках сотрудничества с Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) продолжена работа Региональной референс-лаборатории ВОЗ по полиомиелиту на базе НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского. Проведено исследование штаммов полиовируса, выделенных на территории РФ и стран СНГ в 2013 г. Полученные данные подтверждают высокий уровень популяционного иммунитета и отсутствие вспышечной циркуляции диких полиовирусов в РФ и СНГ. В рамках пилотного проекта Федеральной программы (ФП) по надзору за энтеровирусами в РФ продолжено изучение серозных менингитов в Омской области. Частичное секвенирование генома изолятов, выделенных от больных, определило энтеровирус 71 (EV71), как один из основных этиологических агентов вспышки серозных менингитов у детей в 2013 году.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа:
4 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: По направлению «Изучение взаимодействия пикорнавирусов с клеткой-хозяином» получены новые данные о роли секьюрити-белков (L и 2А) пикорнавирусов в развитии патологических процессов (в частности, программируемой гибели) в зараженной клетке. Показано, что в разных клетках роли этих белков проявляются по разному. Этот раздел работы, который планируется завершить в 2017 г., важен для понимания патогенеза вирусных заболеваний и может оказаться полезным для разработки способов их лечения и/или профилактики. По направлению «Изучение регуляции репликации пикорнавирусных геномов» получены оригинальные данные о молекулярном механизме одного из важных регуляторных процессов репликации РНК-геномов пикорнавирусов, а также о природе мутационной устойчивости таких геномов. Этот раздел работы, который также планируется завершить в 2017 г., важен, во-первых, для понимания механизма размножения этих вирусов, а во-вторых, для понимания природы генетической изменчивости этих вирусов при разных селективных воздействиях (например, под влиянием противовирусных препаратов и мутагенов, при смене хозяина и окружающей среды и др.). По направлению «Молекулярная эпидемиология и эволюция вируса полиомиелита и других энтеровирусных инфекций» наиболее важные результат заключается в обнаружении циркуляции производных вакцинного полиовируса серотипа 2 (идентифицированы две независимые популяции). Важность этого факта заключается в том, что полиовирус этого серотипа обнаружен нами после того, как по рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) с апреля 2016 г. во всем мире прекращено использование живой противополиомиелитной вакцины серотипа 2, а используемая убитая вакцина не вызывает эффективного кишечного (мукозального) иммунитета и поэтому не может предотвратить циркуляцию вируса среди населения. В результате возникает серьезный риск возникновения эпидемий полиомиелита и срыва программы ВОЗ по глобальному искоренению полиомиелита, Полученные данные требуют внимания и определенных действий со стороны органов здравоохранения. Помимо вышеописанных результатов в отделе получен ряд данных, представляющих собой важный задел для исследований, планируемых на 2017 г.
5 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: В рамках данной темы в 2017 г. завершены определенные этапы двух ее разделов. Изучение межтиповых рекомбинантов вакцинных штаммов полиовируса позволило выдвинуть представление о том, что геномы каждого из трех серотипов, помимо известных аттенуирующих мутаций, содержат разные у разных серотипов участки, снижающие биологическую активность вируса. Эта активность может повышаться в результате рекомбинационной замены этих участков на более «сильные». Есть основания экстраполировать эту закономерность и на природные РНК-вирусы. Исследование мутационной устойчивости двух участков РНК полиовируса, отвечающих за репликативную активность, показало, что более половины из теоретически возможных мутаций в этих районах не лишают вирус жизнеспособности. Некоторые из мутаций существенно ослабляют вирус, но он проявляет высокую способность к восстановлению активности. В более широком плане взаимоотношения между неточностью копирования РНК-геномов, их мутационной устойчивостью и эволюционным потенциалом рассмотрены в подготовленном к печати обзоре. Серьезного внимания заслуживает обнаружение продолжающейся циркуляции производных живой противополиомиелитной вакцины, несмотря на прекращение ее использования. Эта циркуляция сопряжена с определенными рисками, поскольку может приводить к повышению патогенности вируса и не предотвращается убитой вакциной.
6 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: Продолжено изучение механизмов взаимодействия между пикорнавирусами (РНК-вирусы) и клетками, в частности, противодействия специализированных вирусных белков (секьюрити-белков) клеточным защитным противовирусным механизмам, а также механизмов, обеспечивающих мутационную устойчивость генома полиовируса, используя в качестве модели способность мутантов белка 3CD этого вируса продуктивно взаимодействовать с их функциональным РНК-лигандом – цис-элементом oriL.Исследовано влияние инфекции энтеровирусами (вирусами полиомиелита и коксаки В3) на отдельные стадии стресса эндоплазматического ретикулума (ЭПР-стресса) – одного из механизмов защитной клеточной реакции.Проведен комплексный анализ случаев заболевания вакцин-ассоциированным паралитическим полиомиелитом в Российской Федерации в период с 1998 по 2014 год, включая случай заболевания вакцин-ассоциированным паралитическим полиомиелитом в 2014 г.Установлен факт длительной циркуляции деривата живой противополиомиелитной вакцины 3-го типа в детском учреждении.Результаты свидетельствуют о необходимости изменения схемы вакцинации детей против полиомиелита.В связи с этим проведено исследование клинических материалов, полученных в Российской Федерации и ряде сопредельных стран от детей, заболевших в 2018г вакцин-ассоциированным паралитическим полиомиелитом (ВАПП).
7 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: Репликация РНК-вирусов зачастую происходит с ошибками. Тем не менее, эти вирусы обычно сохраняют свою идентичность в более или менее постоянных условиях благодаря различным механизмам устойчивости к мутациям. Эти механизмы изучены недостаточно. Также отсутствует надёжная информация о количественных аспектах мутационной толерантности различных вирусных функций. Для прояснения этих аспектов в качестве модели было использовано взаимодействие между репликативным цис-действующим РНК-элементом (oriL) полиовируса и его лигандом (вирусный белок 3CD). Была исследована мутационная толерантность консервативного трипептида 3CD, непосредственно вовлеченного в это взаимодействие. Для определения пределов вариативности последовательностей, совместимых с жизнеспособностью, были использованы рандомизация соответствующих кодонов и обратная генетика. Было выяснено, что по меньшей мере 11 различных аминокислотных замен в этом трипептиде не являются летальными. Несколько измененных вирусов демонстрировали фенотипы, подобные дикому типу, тогда как ослабленные (но жизнеспособные) геномы могли повысить их приспособленность путем приобретения реверсий или компенсаторных мутаций. Вместе с более ранним исследованием толерантности oriL (Prostova et al., 2015) результаты демонстрируют, что по меньшей мере 42 из 51 возможных замен нуклеотидов в двух соответствующих геномных областях совместимы с жизнеспособностью вируса. Эти результаты дают новое понимание структурных аспектов важной вирусной функции, а также общих проблем вирусной мутационной устойчивости и эволюции.
8 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа: Коронавирусная пандемия 2020 года показала актуальность исследований в области молекулярной вирусологии и эпидемиологии. Изучение новых и уже известных вирусных патогенов на молекулярном уровне, помогающее понять механизмы их взаимодействия с клеткой, эволюции и распространения, а также способствующее разработке и применению вакцин и лекарств, способных защитить человечество от новых эпидемий, – главная задача современной вирусологии. В 2020 году в Отделе взаимодействия вирусов с клеткой НИИ ФХБ МГУ были проведены следующие работы. Проведено молекулярно-эпидемиологическое исследование случая заболевания вакцинно-ассоциированным паралитическим полиомиелитом невакцинированного ребёнка, проживавшего в специализированном доме ребенка города Сызрань Самарской области. Охарактеризованы искусственные штаммы вируса мышиного энцефаломиокардита (EMCV), имеющие мутации в генах «секьюрити-белков» 2А и L, и инфекции, вызываемые ими на клеточной культуре (эффективность заражения, кинетика гибели и процент выживших клеток через одинаковые промежутки времени, превалирующий тип клеточной гибели, паттерн синтезируемых белков в заражённой клетке по электрофорезу белков). Изучены молекулярные механизмы биосинтеза белка в клетке, имеющие важное значение при вирусной инфекции. Подготовлен обзор низкомолекулярных ингибиторов синтеза белка, среди которых есть большое количество противовирусных препаратов.
9 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа:
10 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа:
11 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа:
12 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Изучение основных закономерностей взаимоотношения структуры и экспрессии генома пикорнавирусов
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен