Вирус болезни Марека уже тысячу лет циркулирует в Евразии

Вирус болезни Марека (MDV) — высококонтагиозный онкогенный альфагерпесвирус, заражающих птиц (преимущественно кур). Болезнь Марека впервые была описана в 1907 году; в то время она была характерна в основном для старых птиц и редко приводила к их гибели. Но в 1950-х годах численность домашней птицы значительно выросла, что изменило эпидемиологическую и эволюционную траекторию ассоциированных патогенов. Теперь MDV убивает более 90% невакцинированных птиц. Ежегодно миллиард долларов тратится на превентивные меры, в том числе вакцинацию.

Предположительно, на вирулентность и проявления MDV повлияли несколько факторов, таких как повышение числа мутаций с ростом популяции кур, а также использование вакцин, которые предотвращают развитие симптомов, но не передачу вируса. Но самый ранний отсеквенированный образец был выделен в 1960-х годах, так что неясно, какие генетические изменения, произошедшие до того момента, поспособствовали росту вирулентности MDV.

Для того, чтобы больше узнать об истории вируса, авторы нового исследования использовали археологические находки. Куриные кости нередко находят во время раскопок, оказалось, что это важный ресурс для изучения вирусной эволюции. Исследователи секвенировали методом дробовика ДНК, выделенную из 995 образцов, собранных на 140 археологических раскопках западной Евразии. В 15 образцах были выявленные прочтения длиной 25 п.о. и более, специфичных к MDV. Древняя ДНК в этих образцах имела признаки деградации. Самый древний образец относился к X–XII векам и был найден на востоке Франции. То есть MDV циркулировал на западе Евразии по крайней мере тысячу лет.

Авторы построили филогенетическое древо, используя десять древних геномов, положительный контроль из нового исследования и 42 современных генома из открытых источников. Древние последовательности MDV являлись предковыми по отношению ко всем современным штаммам. Как и было показано ранее, большая часть евразийских и североамериканских штаммов MDV формировала отдельные клады. Анализ показал, что, скорее всего, эти клады сформировались до 1920-х годов, когда был отмечен рост вирулентности MDV. Данные, полученные в новой работе, подтверждают гипотезу, что евразийская и североамериканская линии независимо эволюционировали по пути повышения вирулентности.

Резкий рост вирулентности мог быть вызван потерей или приобретением генов. Однако геном XVIII–XIX века из Венгрии, прочитанный с высоким покрытием, содержал полный набор генов, присутствующих в современных штаммах. Также присутствовали все микроРНК. Так что, скорее всего, рост вирулентности — результат точечных мутаций.

Исследователи выявили 158 SNP в местах, прочитанных на по крайней мере двух древних геномах. Из них 31 был найден в межгенных областях. Локусы, для которых был показан положительный отбор, ранее связывали с вирулентностью MDV. Это иммунные модуляторы и известные мишени защитного ответа (например, ICP4). Также положительный отбор был показан для генов, кодирующих вирусные гликопротеины (гликопротеины — важные мишени иммунного ответа на MDV) и вирусный интерлейкин 8 (vIL-8). VIL-8 — важный фактор вирулентности, рекрутирующий B-клетки для литической репликации и CD4+ CD25+ T-клетки, которые образуют лимфоидные опухоли. У вирусов без vIL-8 нарушена способность к опухолеобразованию.

Транскрипционный фактор Meq считается основным регулятором опухолеобразования у MDV. В кодирующих последовательностях гена Meq древних и современных штаммов было больше всего различий. Интересно, что когда болезнь Марека была впервые описана в 1907 году, никто не упоминал опухоли. Возможно, отличия в последовательности Meq древних и современных штаммов были так велики, что древние штаммы не могли приводит к трансформации лимфоидных клеток. Исследователи синтезировали древний ген Meq и изучили его активность. Действительно, древний ген имел значительно сниженную способность к трансактивации. Следовательно, вполне возможно, что древние штаммы не были способны к опухолеобразованию и были менее патогенными. Скорее всего, древние MDV становились причиной хронических инфекций с медленной вирусной репликацией. Это повышало шансы на то, что вирус успеет заразить новый организм в постиндустриальном сообществе с низкой плотностью куриной популяции.

МД-2023: Палеогеномика