آنالیز فیلوژنیک و مطالعه‌ی خصوصیات توالی ژن LSD142 شش جدایه‌ی ویروس بیماری لمپی‌اسکین ایران و سویه‌های ثبت شده کاپری‌پاکس‌ویروس در بانک‌ژن

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

1 بخش واکسن های ویروسی دام ، موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 گروه پاتوبیولوژی دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

3 بخش پاتولوژی و حیوانات تحت آزمایش، موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

بیماری لمپی‌‌‌اسکین (lumpy skin disease: LSD) یک بیماری ویروسی در گاو است که زیان‌های اقتصادی قابل توجهی به صنعت دامپروری وارد می‌کند. هدف پژوهش کنونی، بررسی خصوصیات توالی ژن LSD142 ، یکی از ژن‌های احتمالی موثر بر حدت، در ویروس LSD و آنالیز فیلوژنیک آن در شش جدایه‌ی ایران طی سال‌های 1394-1393 و سویه‌های کاپری-پاکس‌ویروس بانک‌ژن بود. در این پژوهش، ژن LSD142 شش ویروس جدا شده از از استان‌های کرمانشاه، آذربایجان‌غربی، فارس، قم، خوزستان و خراسان‌شمالی توالی‌یابی شد. سپس با انجام آنالیز‌فیلوژنیک، قرابت آن‌ها با سایر ویرس‌های جنس کاپری‌پاکس ویروس موجود در بانک ژن مقایسه گردید. نتایج نشان‌دهنده همولوژی صددرصدی  شش جدایه مورد مطالعه با یک‌دیگر و همچنین با دیگر سویه‌‌های حاد عامل LSD در دنیا بود. همچنین، نتایج آنالیز فیلوژنیک نشان داد که با استفاده از اطلاعات توالی این ژن نه‌تنها می‌توان هر سه ویروس آبله‌ی بزی، آبله‌ی گوسفندی و ویروس LSD را از یک‌دیگر تفکیک نمود، بلکه ویروس حاد و واکسینال LSD نیز از یک‌دیگر قابل تمییز می‌باشند. خوشه ویروس‌های آبله‌ی ‌بزی به سه دسته‌ی مختلف از نظر جغرافیایی تقسیم شد که سویه‌های آسیای جنوب غربی و آفریقایی، سویه های شرق آسیا و سویه‌های شمال غربی آسیا را در بر گرفت. در خوشه ویروس‌های آبله‌ی ‌گوسفندی، تنها ویروس آفریقایی در خوشه مجزایی نسبت به دیگر سویه‌های آبله گوسفندی قرار گرفت. این یافته‌ها نشان می‌دهد که ژن LSD142 می‌تواند در پایش برنامه‌های ریشه‌کنی و پژوهش‌های اپیدمیولوژیک کاپری‌پاکس ویروس‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Phylogenetic analysis and invastigation of LSD142 gene sequence characteristics in six Iranian isolates of Lumpy Skin disease virus and Capripoxviruses in Genbanck

نویسندگان [English]

  • Z. Hedayati 1
  • H. R Varshoiee 1
  • A. Mohammadi 2
  • M. Tabatabaei 2
  • A. R Yousefi 3
1 Animal Viral Vaccine Department, Razi vaccine and serum Research institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 Department of Pathobiology, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran
3 Department of Pathology and Experimental Animals , Razi vaccine and serum Research institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Lumpy skin disease (LSD) is a viral infectious disease of cattle associated with a drastic economic loss in the livestock industry. The aim of this study was to investigate sequence and phylogenetic analysis of LSD142 gene, a putative virulence gene in Capripoxviruses, in six lumpy skin disease viruses isolated in Iran during 2013 to 2014 and Capripoxvirus in the Genbank. The LSD viruses were isolated from different provinces of Iran, including Kermanshah, West-Azerbaijan, Fars, Qom, Khuzestan, and North Khorasan, and following sequencing the LSD142 gene, its homology was compared with other Capripoxvirus in the Genbank using phylogenetic analysis. The isolated LSD viruses showed a 100% identity in LSDV142 gene sequences with the virulent LSD viruses and with each other. Phylogenetic analysis revealed that not only the candidate gene has the potential to differentiate Capripoxvirus into three groups including LSD, sheep pox virus (SPV) and goat pox virus (GPV), but also the vaccinal and virulent strain of LSD virus could be divided. The GPV group was divided three geographical categories including Southwest and African strains, East Asia strains and Northwest Asia strains. In the SPV group, the African virus was separated from other strains of the SPV. These findings suggest that the LSD142 gene could be used for the genotyping and molecular epidemiology studies of the Capripoxvirus.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phylogenetic analysis
  • Nucleotide sequence
  • Virulence
  • Capripoxvirus

مراجع

1. Agianniotaki EI, Tasioudi KE, Chaintoutis SC, Iliadou P, Mangana-Vougiouka O, Kirtzalidou A, Alexandropoulos T, Sachpatzidis A, Plevraki E, Dovas CI, Chondrokouki E. 2017. Lumpy skin disease outbreaks in Greece during 2015-16, implementation of emergency immunization and genetic differentiation between field isolates and vaccine virus strains. Veterinary Microbiology Mar; 201:78-84. 
2. Aoyagi, M., Zhai, D., Jin, C., Aleshin, A. E., Stec, B., Reed, J. C. & Liddington, R. C. 2007. Vaccinia virus N1L protein resembles a B cell lymphoma-2 (Bcl-2) family protein. Protein Science 16, 118–124 
3.Babiuk S., Bowden T.R., Boyle D.B. et al. 2008. Capripoxviruses: An Emerging Worldwide Threat to Sheep, Goats and Cattle. Transboundary and emerging diseases 55(7), 263-272. 
4.Bartlett, N., Symons, J. A., Tscharke, D. C. & Smith, G. L. 2002. The vaccinia virus N1L protein is an intracellular homodimer that promotes virulence. Journal of General Virology 83, 1965–1976.
5.Bedeković, T., Šimić, I., Krešić, N., & Lojkić, I.  2018. Detection of lumpy skin disease virus in skin lesions, blood, nasal swabs and milk following preventive vaccination. Transboundary and emerging diseases, 65(2), 491–496. 
6.Billings, B & Smith, Scott & Zhang, Z & Lahiri, D & Kotwal, Jignesh. 2005. Lack of N1L Gene Expression Results in a Significant Decrease of Vaccinia Virus Replication in Mouse Brain. Annals of the New York Academy of Sciences 1030, 297-302. 
7.Biswas, Siddhartha, Ryan S. Noyce, Lorne A. Babiuk, Oliver Lung, Dieter M. Bulach, Timothy R. Bowden, David B. Boyle, Shawn Babiuk, and David H. Evans. (2020). Extended sequencing of vaccine and wild‐type capripoxvirus isolates provides insights into genes modulating virulence and host range. Transboundary and Emerging Diseases. 67, no. 1: 80-97. 67. 10.1111/tbed.13322.
8.Black D.N, Hammond J.M and Kitching, R.P. 1986. Genomic relationship between capripoxviruses. Virus Research 5, Issues 2–3, August, 277-292. 
9.Cao JX, Gershon P.D, and Black D.N. 1995. Sequence analysis of HindIII Q2 fragment of capripoxvirus reveals a putative gene encoding a G-protein-coupled chemokine receptor homologue. Virology, 209(1):207-212. 
10.Cooray, S., Bahar, M. W., Abrescia, N. G., McVey, C. E., Bartlett, N. W Chen, R. A., Stuart, D. I., Grimes, J. M. & Smith, G. L. 2007. Functional and structural studies of the vaccinia virus virulence factor N1 reveal a Bcl-2-like anti-apoptotic protein. Journal of General Virology 88, 1656–1666. 
11.Diperna, G., Stack, J., Bowie, A. G., Boyd, A., Kotwal, G., Zhang, Z., Arvikar, S., Latz, E., Fitzgerald, K. A. & Marshall, W. L. 2004.Poxvirus protein N1L targets the I-kB kinase complex, inhibits signaling to NF-kB by the tumor necrosis factor superfamily of receptors, and inhibits NF-kB and IRF3 signaling by toll-like receptors. Journal of Biological  Chemistry 279, 36570–36578 
12.Erster O, Rubinstein MG, Menasherow S, Ivanova E, Venter E, Šekler M, Kolarevic M, Stram Y . 2019. Importance of the lumpy skin disease virus (LSDV) LSDV126 gene in differential diagnosis and epidemiology and its possible involvement in attenuation.  Archives of Virology. Sep; 164(9):2285-2295.
13.Gelaye E, Belay A, Ayelet G, Jenberie S, Yami M, Loitsch A, Tuppurainen E, Grabherr R, Diallo A and Lamien C.E. 2015. Capripox disease in Ethiopia: Genetic differences between field isolates and vaccine strain, and implications for vaccination failure. Antiviral Research  Jul; 119:28-35. 
14.Hosamani M, Mondal B, Tembhurne PA, Bandyopadhyay SK, Singh RK, Rasool TJ. 2004. Differentiation of sheep pox and goat poxviruses by sequence analysis and PCR-RFLP of P32 gene. Virus Genes 29(1):73-80. 
15.Kara PD, Afonso CL, Wallace DB, Kutish GF, Abolnik C, Lu Z, Vreede FT, Taljaard LC, Zsak A, Viljoen GJ, Rock DL. 2003. Comparative sequence analysis of the South African vaccine strain and two virulent field isolates of Lumpy skin disease virus.  Archives of Virology Jul; 148(7):1335-56. 
16.Lamien, C. E., Le Goff, C., Silber, R., Wallace, D. B., Gulyaz, V., Tuppurainen, E., Madani, H., Caufour, P., Adam, T., El Harrak, M., Luckins, A. G., Albina, E., & Diallo, A. 2011 . Use of the Capripoxvirus homologue of Vaccinia virus 30 kDa RNA polymerase subunit (RPO30) gene as a novel diagnostic and genotyping target: development of a classical PCR method to differentiate Goat poxvirus from Sheep poxvirus. Veterinary Microbiology 149(1-2):30-39. 
17.Le Goff C, Lamien CE, Fakhfakh E, Chadeyras A, Aba-Adulugba E, Libeau G, Tuppurainen E, Wallace DB, Adam T, Silber R, Gulyaz V, Madani H, Caufour P, Hammami S, Diallo A, Albina E. 2009. Capripox virus G-protein-coupled chemokine receptor, a host-range gene suitable for virus-animal origin discrimination. Journal of General Virology Aug; 90(Pt 8):1967-1977. 
18.Mansour Kh.A (2017). Phylogenetic tree analysis study of Lumpy skin disease virus based envelope protein P32 gene in Al-Qadisiyah province, Iraq. AL-Qadisiyah. Journal of Veterinary Science 16, 106-111. 
19.Mercier A, Arsevska E, Bournez L, Bronner A, Calavas D, Cauchard J, Falala S, Caufour P, Tisseuil C, Lefrançois T, Lancelot R. 2018. Spread rate of lumpy skin disease in the Balkans, 2015–2016. Transboundary and emerging diseases Feb; 65(1):240-243. 
20.Ochwo  S,  VanderWaal K, Ndekezi  Ch, Nkamwesiga J, Munsey A, Witto  S, Nantima  N, Mayanja F, Okurut  A, ATUHAIRE  D, Mwiine  F. 2020 . Molecular detection and phylogenetic analysis of lumpy skin disease virus from outbreaks in Uganda 2017–2018. BMC Veterinary Research 21; 16(1):66. 
21.    Sevik M., and Dogan M. 2017. Epidemiological and molecular studies on lumpy skin disease outbreaks in Turkey during 2014-2015. Transboundary and emerging diseases 64(4):1268-1279. 
22.Sprygin  A, Babin Y, Pestova  Y, Kononova S,Wallace  D, Schalkwyk A, Byadovskaya O, Diev V , Lozovoy D , Kononov  A. 2018. Analysis and insights into recombination signals in lumpy skin disease virus recovered in the field. PLOS ONE 13, e0207480. 
23.Tulman ER, Afonso CL, Lu Z, Zsak L, Kutish GF, Rock DL .2001. Genome of lumpy skin disease virus.  Journal of Virology 75(15):7122-30. 
24.Tulman ER, Afonso CL, Lu Z, Zsak L, Sur JH, Sandybaev NT, Kerembekova UZ, Zaitsev VL, Kutish GF, Rock DL. 2002. The Genomes of Sheeppox and Goatpox Viruses. Journal of Virology 76(12):6054-61. 
25.Tuppurainen E.S.M., Oura C.A.L. 2012. Review: Lumpy Skin Disease: An Emerging Threat to Europe, the Middle East and Asia. Transboundary and Emerging Diseases 59(1), 40-48. 
26. Varshovi. H.R. 2003. Molecular Characterization of Iranian sheep and goat pox viruses by sequence analyses of chemokine receptor homologue gene. PhD thesis. Veterinary Tehran University. Tehran, Iran.
 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 مرداد 1399
  • تاریخ بازنگری: 03 شهریور 1399
  • تاریخ پذیرش: 12 شهریور 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار