Содержание
Как выглядят вирусы под микроскопом: описания и фото
Назад к списку
Вирусы составляют особую группу микроскопических организмов и представляют собой внеклеточную форму жизни. Они настолько малы, что в обычный микроскоп их увидеть невозможно. Размеры вирусов составляют от 20 до 300 нанометров. Для их рассмотрения используют только электронные микроскопы. Это приборы нового класса, впервые появившиеся в начале 80-х годов прошлого века. Благодаря им удалось изучить и увидеть не только «портрет» вируса, но и исследовать процессы, происходящие внутри зараженной клетки.
Как выглядят вирусы под микроскопом?
Сегодня описано больше 5 тысяч вирусов, и каждый из них питается и размножается за счет других клеток, то есть паразитирует внутри организма. По мнению ученых, вирус способен выживать в экстремальных условиях, обладает разумом и хитростью. Сам по себе вирус не представляет никакой опасности, но, попадая в организм, начинает активно размножаться.
Выбрав нужные клетки, он словно ввинчивает в них свой код ДНК. Это происходит настолько быстро, что с момента вторжения до первых признаков заболевания проходит менее суток.
Многие вирусы считаются смертельными. При этом даже самые безобидные могут при определенных обстоятельствах настолько мутировать, что, попав в организм, вызовут тяжелые заболевания.
Смотрите, как выглядят под микроскопом маленькие «монстры», которые правят нашим миром, медленно убивая нас внутри или образуя невероятные эпидемии! Первые два из них самые опасные.
Эбола — вирус, вызывающий геморрагическую лихорадку, сопровождающуюся резким повышением проницаемости сосудов. Болезнь развивается очень быстро. Человек погибает за несколько дней от массивных кровотечений.
Бешенство — болезнь, вызываемая смертельным для человека вирусом. Передается от больных животных контактным путем или через укус.
Вирус в организме продвигается со скоростью 3 мм/ч и поражает, в первую очередь, нервную систему.
ВИЧ — медленное и прогрессирующее заболевание, вызванное вирусом, поражающим иммунные клетки. За несколько лет заболевание перерастает в СПИД.
Вирус полиомиелита вызывает детский спинномозговой паралич, который может развиться за 2 дня. В группу высокого риска входят дети до 7 лет. Вакцинация — лучший способ избежать заболевания.
Вирус папилломы размножается в верхних слоях кожи и является очень заразным заболеванием, вызывающим рак. Особенно опасен для людей со сниженным иммунитетом.
Вирус гепатита С поражает печень, при этом заболевание проходит бессимптомно. Этот вирус считается «ласковым убийцей». В организме начинает мутировать, поэтому можно обнаружить до 40 модификаций. Человек понимает, что заболел, когда болезнь переходит в тяжелую форму, и уже ничем нельзя помочь.
Оспа — высокозаразное и опасное заболевание, которое также вызывает вирус. Поражает в основном детей, вызывая различные осложнения.
Герпес — разновидность оспы, проявляется высыпанием пузырьков на коже (это безобидная простуда на губе). У взрослых старше 60 лет вирус герпеса может вызвать обширные высыпания. В этом случае вирус «съедает» миелиновую оболочку нервов. Болезнь протекает с сильными болями, она не смертельная, но очень мучительная.
Вирусы гриппа вызывают острое инфекционное респираторное заболевание верхних дыхательных путей, которое без отсутствия лечения может протекать в тяжелой форме и вызывать осложнения. Сегодня описано более 2000 видов данного вируса.
Ротавирус вызывает кишечные инфекции. Попадая в пищеварительный тракт, начинает активно размножаться в тонком кишечнике. Главная опасность — обезвоживание организма, которое может привести к печальным последствиям.
По мнению ученых, вирусы являются самым загадочным явлением на Земле. Только современные электронные микроскопы способны максимально увеличивать такие микроскопические объекты и позволяют человеку изучать их разновидности, правильно ставить диагнозы, лечить, а, самое главное, находить способы профилактики и защиты.
Назад к списку
Как выглядит оболочка вируса гриппа
5054
Добавить в закладки
Ученые из Оксфордского университета впервые построили целую
модель внешней оболочки вириона гриппа А. С помощью метода
крупномасштабной молекулярной динамики (coarse-grained molecular
dynamics simulation) они выявили разные характеристики мембраны
вирусной частицы при смене условий. Их работа поможет ученым
понять, как вирус гриппа выживает в природе и чем его победить.
Пресс-релиз об их работе
опубликован на сайте Биофизического общества, а результаты
доложены на ежегодной встрече общества в Балтиморе (США).
Вне организма вирус гриппа превращается в особую частицу,
окруженную липидопротеиновой оболочкой. Эту частицу называют
вирионом. В таком виде вирус переживает нелегкие времена до того,
как попадает в живой организм. Визуализация вириона началась с
довольно крупного объекта — 73-нанометрового шара с неплотно
упакованными липидными молекулами. Затем шар уменьшился до 59
нанометров. Изменение модели происходило за очень короткое время,
неуловимое зрительно — 300 наносекунд. Затем к липидам
присоединили вирус-специфические белки и добавили раствор. В
итоге получилась модель вириона в капле воде.
Ученые выяснили, что вирус-специфические белки, образующие
мембрану вириона, распределены по ней равномерно, а не собираются
в кучки. Это ключевое свойство, которое усиливает взаимодействие
между гриппом А (к нему относится птичий и свиной грипп) и
клетками-хозяевами. Тайлер Редди (Tyler Reddy), постдок в
Оксфордском университете и руководитель работы, считает, что
промежутки между вирус-специфическими белками можно использовать
в терапевтическом дизайне, если они будут совпадать с Y-образными
бивалентными антителами.
Работая над моделью, Редди вместе со своим соавтором и автором
идеи Дэниелем Партоном (Daniel Parton) из Мемориального
онкологического центра Слоун-Кеттеринга (Нью-Йорк) сделали еще
одно открытие. Они увидели, что гликолипид Форссмана
предотвращает белки от скопления и уменьшает их растворение.
Кроме того, группы сахаров в гликолипидах могут скрывать антитела
от M2 протонных каналов в мембране гриппа. Ввиду их важности
ученые намерены включить гликолипиды в модель вириона на
следующем этапе. Вместо воды они также хотят попробовать
поместить вирион в лекарственный раствор.
Модель вириона гриппа поможет узнать, как он выживает в природе,
например, в реках. Из других работ известно, что вирус гриппа А
обитает в реках и заражает водоплавающих птиц, а от них
заражаются люди. Из-за постоянного контакта вирус мутирует и
порождает устойчивые к лекарствам штаммы.
вирион
грипп
оболочка вируса
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия».
Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
изображений вирусов гриппа | CDC
Изображения, связанные с H7N9, см. в разделе Изображения птичьего гриппа A H7N9.
- Вирус гриппа связывается с клеткой респираторного тракта
- Графическое изображение родового вируса гриппа
На этом изображении показаны самые начальные стадии инфекции гриппа. Большинство экспертов считают, что вирусы гриппа распространяются в основном через мелкие капли, содержащие вирус гриппа. Эти капли выбрасываются в воздух, когда люди, инфицированные гриппом, кашляют, чихают или разговаривают. Оказавшись в воздухе, эти маленькие инфекционные капельки могут попасть в рот или нос людей, находящихся поблизости. На этом изображении показано, что происходит после того, как эти вирусы гриппа попадают в организм человека. Вирусы прикрепляются к клеткам носовых ходов и горла (то есть дыхательных путей).
Затем поверхностные белки гемагглютинина (HA) вируса гриппа связываются с рецепторами сиаловой кислоты на поверхности клеток дыхательных путей человека. Структура поверхностных белков HA вируса гриппа разработана таким образом, чтобы соответствовать рецепторам сиаловой кислоты в клетке человека, подобно ключу к замку. Как только ключ входит в замок, вирус гриппа может проникнуть в клетку и заразить ее. Это знаменует собой начало заражения гриппом.
Изображение с метками и полным текстом
Загрузить изображение изображение значка [JPG, 1,6 МБ]
Изображение без меток или текста [JPG, 1,3 МБ]
Загрузить изображение изображение значка [JPG, 1,3 МБ]
Изображение с метками только [JPG, 1,4 МБ]
Загрузить изображение image icon[JPG, 1,4 МБ]
К началу страницы
Графическое представление общего вируса гриппа
Эти изображения обеспечивают трехмерное графическое представление биологии и структуры общего вируса вируса гриппа и не специфичны для 2009 г.
вирус h2N1. Доступно для скачивания в разрешении 72 dpi.
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 26 марта 2010 г.
Черный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Фиолетовый:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Маленькая иконка
К началу страницы
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 25 ноября 2009 г.
Черный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Фиолетовый:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
К началу страницы
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 26 марта 2010 г.
Черный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок Smallimage
К началу страницы
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 25 ноября 2009 г.
Черный:
Значок Largeimage | Значок среднего изображения | Маленькая иконка
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок Smallimage
К началу страницы
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 26 марта 2010 г.
Черный:
Значок Largeimage | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Фиолетовый:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок Smallimage
К началу страницы
Доступны следующие цвета фона — Опубликовано 25 ноября 2009 г.
Черный:
Значок Largeimage | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Синий:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок маленького изображения
Фиолетовый:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Маленькая иконка
Прозрачный:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Значок Smallimage
К началу страницы
Доступен на белом фоне — Опубликовано 19 мая 2014 г.
Белый:
Значок Largeimage | Значок среднего изображения | Smallimage icon
На приведенном выше изображении показаны различные особенности вируса гриппа, включая поверхностные белки гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). После заражения гриппом или получения противогриппозной вакцины иммунная система организма вырабатывает антитела, которые распознают и связываются с «антигенными участками», представляющими собой области, обнаруженные на поверхностных белках вируса гриппа.
Связываясь с этими антигенными участками, антитела нейтрализуют вирусы гриппа, что предотвращает их дальнейшее заражение.
К началу страницы
Доступно на белом фоне с подписями — Опубликовано 4 июня 2014 г.
Белый:
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
На приведенном выше изображении показаны различные особенности вируса гриппа, включая поверхностные белки гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). После заражения гриппом или получения противогриппозной вакцины иммунная система организма вырабатывает антитела, которые распознают и связываются с «антигенными участками», представляющими собой области, обнаруженные на поверхностных белках вируса гриппа. Связываясь с этими антигенными участками, антитела нейтрализуют вирусы гриппа, что предотвращает их дальнейшее заражение.
К началу страницы
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация целого вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на чистом фоне.
Поверхностные белки вируса гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) отображаются полупрозрачным синим цветом, выступающим из поверхности вируса. HA представляет собой тример (состоящий из трех субъединиц), а NA представляет собой тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер).
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация всего вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на темно-синем фоне. Поверхностные белки вируса гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) отображаются полупрозрачным синим цветом, выступающим из поверхности вируса. HA — это тример (состоящий из трех субъединиц), а NA — тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер)
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация целого вируса гриппа со светло-серой поверхностной мембраной на прозрачном фоне.
Поверхностные белки вируса — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) — показаны светло- и темно-синим цветом соответственно. HA представляет собой тример (состоит из трех субъединиц), а NA представляет собой тетрамер (состоит из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер)
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация целого вируса гриппа со светло-серой поверхностной мембраной на черном фоне. Поверхностные белки вируса — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) — показаны светло- и темно-синим цветом соответственно. HA — это тример (состоящий из трех субъединиц), а NA — тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер)
Largeimage icon | Значок среднего изображения | Маленькая иконка
Компьютерная трехмерная визуализация наполовину разрезанного вируса гриппа (гриппа) с серой поверхностной мембраной на прозрачном фоне.
Поверхностные белки вируса — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) — показаны светло- и темно-синим цветом соответственно. Внутри вируса показаны его рибонуклеопротеины (РНП) со спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах. РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка. Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M).
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация наполовину разрезанного вируса гриппа с серой поверхностной мембраной на черном фоне. Поверхностные белки вируса — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) — показаны светло- и темно-синим цветом соответственно. HA представляет собой тример (состоящий из трех субъединиц), а NA представляет собой тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер).
Внутри вируса показаны его рибонуклеопротеины (РНП) со спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах. РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка. Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M).
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация всего вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на чистом фоне. На внутренней стороне вируса его рибонуклеопротеины (РНП) показаны белым цветом со спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах. РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка. Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M).
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Созданный компьютером 3D-рендеринг целого вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на черном фоне. На внутренней стороне вируса его рибонуклеопротеины (РНП) показаны белым цветом со спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах. РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка. Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M).
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Компьютерная трехмерная визуализация всего вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на чистом фоне. Прозрачная область в центре изображения позволяет зрителю заглянуть внутрь вируса гриппа, чтобы увидеть его рибонуклеопротеины (РНП). RNPS показаны белым цветом с их спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах.
РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка. Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M). Поверхностные белки вируса гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) отображаются полупрозрачным синим цветом, выступающим из поверхности вируса. HA — это тример (состоящий из трех субъединиц), а NA — тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер)
Значок большого изображения | Значок среднего изображения | Smallimage icon
Созданный компьютером 3D-рендеринг целого вируса гриппа (гриппа) в полупрозрачном синем цвете на черном фоне. Прозрачная область в центре изображения позволяет зрителю заглянуть внутрь вируса гриппа, чтобы увидеть его рибонуклеопротеины (РНП). RNPS показаны белым цветом с их спиральными структурами и полимеразным комплексом с тремя луковицами на концах. РНП вируса гриппа состоит как из РНК, так и из белка.
Каждый вирус гриппа имеет восемь сегментов RNP, которые соответствуют восьми общим генным сегментам вируса. Три из этих сегментов RNP кодируют поверхностные белки вируса (т. е. белки HA, NA и M). Поверхностные белки вируса гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA) отображаются полупрозрачным синим цветом, выступающим из поверхности вируса. HA — это тример (состоящий из трех субъединиц), а NA — тетрамер (состоящий из четырех субъединиц, а его головная часть напоминает четырехлистный клевер)
Секвенирование генома вируса гриппа и генетическая характеристика
Секвенирование генома
Вирусы гриппа постоянно меняются, фактически все вирусы гриппа претерпевают генетические изменения с течением времени (дополнительную информацию см. в разделе Как вирусы гриппа могут изменяться: «Дрейф» и «Сдвиг» ). Геном вируса гриппа состоит из всех генов, составляющих вирус. CDC проводит круглогодичное наблюдение за циркулирующими вирусами гриппа для отслеживания изменений в геноме этих вирусов.
Эта работа проводится в рамках стандартного эпиднадзора за гриппом в США и в рамках роли CDC как Сотрудничающего центра Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по эпиднадзору, эпидемиологии и борьбе с гриппом. Информация, которую CDC собирает при изучении генетических изменений (также известных как «замены» или «мутации») в вирусах гриппа, играет важную роль в общественном здравоохранении, помогая определить, будут ли вакцины и противовирусные препараты работать против циркулирующих в настоящее время вирусов гриппа, а также помогая для определения способности вирусов гриппа животных заражать людей.
Секвенирование генома – это процесс, определяющий порядок или последовательность нуклеотидов (т. е. A, C, G и T/U) в каждом из генов, присутствующих в геноме вируса. Нуклеотиды — это органические молекулы, которые являются строительными блоками нуклеиновых кислот, таких как РНК и ДНК. Все вирусы гриппа состоят из одноцепочечной РНК, а не из двухцепочечной ДНК.
Гены РНК вирусов гриппа состоят из цепочек нуклеотидов, связанных вместе и кодируемых буквами A, C, G и U, которые обозначают аденин, цитозин, гуанин и урацил соответственно. Полное секвенирование генома может выявить примерно 13 500-буквенную последовательность всех генов генома вируса гриппа.
Два типа гриппа (А и В), вызывающие сезонные эпидемии, имеют восемь генных сегментов РНК. Эти гены содержат инструкции по созданию новых вирусов и играют важную роль в том, как вирусы гриппа вызывают инфекцию. Поверхностные белки вируса гриппа, гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), определяют важные свойства вируса и входят в состав большинства сезонных вакцин, поэтому их анализируют более тщательно. Обычно в год CDC проводит полногеномное секвенирование примерно 7000 вирусов гриппа из исходных клинических образцов, собранных в ходе вирусологического надзора.
Сравнение нуклеотидов в одном гене вируса с нуклеотидами другого вируса может выявить различия между двумя вирусами. Генетические вариации важны, поскольку они могут изменять аминокислоты, из которых состоят белки вируса гриппа, что приводит к структурным изменениям в белках и тем самым к изменению свойств вируса.
Некоторые из этих свойств включают способность уклоняться от иммунитета человека, распространяться между людьми и восприимчивость к противовирусным препаратам против гриппа. Изменения в белках могут происходить в виде аминокислотных замен, вставок или делеций.
Полноразмерная инфографика и текстовая версия
Секвенирование генома позволяет выявить последовательность нуклеотидов в гене, подобно буквам алфавита в словах. Сравнение состава нуклеотидов в одном вирусном гене с порядком нуклеотидов в другом вирусном гене может выявить различия между двумя вирусами.
Генетические вариации важны, поскольку они влияют на структуру поверхностных белков вируса гриппа. Белки состоят из последовательностей аминокислот.
Замена одной аминокислоты на другую может повлиять на свойства вируса, например, на то, насколько хорошо вирус передается между людьми и насколько вирус восприимчив к противовирусным препаратам или современным вакцинам.
Генетическая характеристика
CDC и другие лаборатории общественного здравоохранения по всему миру секвенируют генные сегменты вирусов гриппа с 1980-х годов.
CDC вносит последовательности генов в общедоступные базы данных, такие как GenBank и Глобальная инициатива по обмену данными о птичьем гриппе (GISAID) , для использования исследователями и учеными в области общественного здравоохранения. Последовательности, хранящиеся в этих базах данных, позволяют CDC и другим исследователям сравнивать гены циркулирующих в настоящее время вирусов гриппа с генами более старых вирусов гриппа и тех, которые используются в вакцинах. Этот процесс сравнения генетических последовательностей называется генетической характеристикой. CDC использует генетическую характеристику по нескольким причинам:
- Чтобы определить, насколько тесно «родственны» или сходны вирусы гриппа друг другу генетически
- Для наблюдения за эволюцией или изменением вирусов гриппа с течением времени
- Для выявления генетических изменений, влияющих на свойства вируса. Например, для выявления специфических изменений, связанных с более легким распространением вирусов гриппа, вызывающих более тяжелое заболевание или развитие устойчивости к противовирусным препаратам.
- Чтобы оценить, насколько хорошо вакцина против гриппа может защитить от конкретного вируса гриппа на основе его генетического сходства с вирусом
- Для мониторинга генетических изменений в вирусах гриппа, циркулирующих в популяциях животных, которые могут позволить им инфицировать людей.
Генетические различия среди группы вирусов гриппа можно показать, организовав их в виде графика, называемого «филогенетическим деревом». Филогенетические деревья для вирусов гриппа подобны семейным (генеалогическим) деревьям для людей. Эти деревья показывают, насколько тесно связаны друг с другом отдельные вирусы. Каждая последовательность из определенного вируса гриппа имеет свою ветвь на дереве. Вирусы группируются путем сравнения изменений нуклеотидов внутри гена. Там, где встречаются ветви, эти «узлы» представляют общего предка вирусов и указывают на то, что вирусы имеют сходные генетические последовательности. Вирусы, имеющие общего предка, также могут быть описаны как принадлежащие к одной кладе.
Степень генетического различия (количество нуклеотидных различий) между вирусами представлена длиной горизонтальных линий (ветвей) на филогенетическом дереве. Чем дальше друг от друга вирусы расположены на горизонтальной оси филогенетического дерева, тем больше генетически отличаются вирусы друг от друга.
Филогенетические деревья вирусов гриппа обычно показывают, насколько похожи друг на друга последовательности нуклеотидов генов гемагглютинина (HA) вакцинного вируса и циркулирующих вирусов.
Рисунок 1: Филогенетическое дерево.
Например, после секвенирования CDC вируса гриппа A(h4N2), собранного в ходе эпиднадзора, эта вирусная последовательность заносится в каталог вместе с другими последовательностями, имеющими аналогичный ген HA (h4) и аналогичный ген NA (N2). В рамках этого процесса CDC сравнивает новую вирусную последовательность с другими вирусными последовательностями и ищет различия между ними. Затем CDC использует филогенетическое дерево, чтобы визуально представить, насколько генетически похожи вирусы A(h4N2) друг на друга.
На рисунке 1 вирус b более генетически подобен вирусу c, чем d. Вирусы b и c имеют общего предка, и общая длина горизонтальных ветвей короткая.
CDC проводит генетическую характеристику вирусов гриппа круглый год. Эти генетические данные используются в сочетании с данными об антигенных характеристиках вируса и другими данными, такими как данные серологии человека, чтобы помочь определить вакцинные вирусы для ежегодной вакцины против гриппа. Анализ и отбор производятся два раза в год, чтобы рекомендовать вакцинные вирусы как для Северного, так и для Южного полушария. За несколько месяцев до консультационных совещаний по вакцинам, организованных ВОЗ 90 257 , , где даны рекомендации, CDC собирает вирусы гриппа посредством эпиднадзора и сравнивает последовательности генов HA и NA существующих вакцинных вирусов с последовательностями циркулирующих вирусов гриппа. Это один из способов, которым CDC оценивает, насколько тесно связаны циркулирующие вирусы гриппа с вирусами, для защиты от которых была разработана вакцина против сезонного гриппа.
Иногда в течение сезона циркулирующие вирусы гриппа генетически изменяются таким образом, что необходимы дальнейшие анализы, чтобы определить, остаются ли они антигенно схожими с текущими вакцинными вирусами или необходимо включить новый вирус в следующий сезон гриппа. вакцина. Многие другие данные, в том числе результаты определения антигенных характеристик и данные серологии человека, влияют на решения о выборе вакцины. Антигенная характеристика относится к анализу реакции вируса с антителами, чтобы помочь оценить, как он связан с вакцинным вирусом и другими циркулирующими вирусами гриппа.
Методы секвенирования генома гриппа
Один образец вируса гриппа содержит множество частиц вируса гриппа, выращенных в пробирке и часто имеющих небольшие генетические различия по сравнению друг с другом среди всей популяции родственных вирусов.
Из-за постоянно меняющейся природы вирусов гриппа образцы, взятые у пациента, содержат много частиц вируса гриппа, которые имеют небольшие генетические отличия друг от друга.
Традиционно ученые использовали метод секвенирования, называемый «метод Сэнгера», для мониторинга эволюции гриппа как части генетической характеристики. Секвенирование по Сэнгеру идентифицирует преобладающую генетическую последовательность среди многих вирусов гриппа, обнаруженных в образце вируса. Это означает, что небольшие вариации в популяции вирусов, присутствующих в образце, не отражаются на конечном результате. Новые технологии (такие как секвенирование следующего поколения, описанное ниже) лучше подходят для обнаружения небольших вариаций в генах вируса и предлагают преимущества для секвенирования всего генома.
С 2014 года CDC использует методологии секвенирования следующего поколения (NGS), которые значительно расширили объем информации и деталей, которые может предоставить анализ секвенирования.
Обычно в год CDC проводит полногеномное секвенирование примерно 7000 вирусов гриппа из оригинальных клинических образцов, собранных в ходе вирусологического надзора.