ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ NGS И АНАЛИЗ ДАННЫХ. В GENBANK ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ГЕНОМОВ

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Вирус гриппа А: Общие характеристики и механизмы эволюции 6
1.2. Эволюция технологий секвенирования и принципы NGS 9
1.3. Роль публичных геномных баз данных (GenBank) в биоинформатическом анализе 13
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ NGS И АНАЛИЗ ДАННЫХ В GENBANK ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ГЕНОМОВ 24
3.1. Анализ генетического разнообразия 24
3.1.1. Множественное выравнивание последовательностей 24
3.1.2. Количественная оценка генетического разнообразия 25
3.1.3. Сравнительный анализ генетического разнообразия между Астраханской и Волгоградской областями 27
3.2. Анализ эволюции геномов 28
3.2.1. Обнаружение рекомбинации/реассортации 28
3.2.2. Анализ давления отбора 30
3.3. Построение филогенетических деревьев 32
ВЫВОДЫ 36
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 37

Весь текст будет доступен после покупки

Вирус гриппа А (ВГА) представляет собой одну из наиболее значительных угроз для глобального общественного здравоохранения. Его постоянная циркуляция и способность вызывать сезонные эпидемии и пандемии обусловлены уникальными биологическими характеристиками, в частности, высокой скоростью мутации и способностью к межвидовой передаче. Геном ВГА состоит из восьми сегментов одноцепочечной РНК, каждый из которых кодирует различные белки. Среди них особое значение имеют гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), которые являются ключевыми поверхностными гликопротеинами, критически важными для проникновения вируса в клетки хозяина и определения его патогенности.
Непрерывная эволюция ВГА происходит посредством двух основных механизмов: антигенного дрейфа и антигенного сдвига. Антигенный дрейф представляет собой постепенное накопление точечных мутаций в генах HA и NA, что приводит к изменению антигенных свойств вируса и позволяет ему уклоняться от иммунного ответа, сформированного предыдущими инфекциями или вакцинацией. Антигенный сдвиг, в свою очередь, является более резким изменением, возникающим в результате реассортации — процесса, при котором происходит обмен целыми сегмента генома между различными вирусными штаммами. Сегментированная природа генома ВГА является фундаментальным фактором, способствующим этой быстрой и часто непредсказуемой эволюции. Этот механизм позволяет создавать новые комбинации генов, которые могут обойти существующий иммунитет популяции и потенциально привести к пандемиям. Понимание этих эволюционных процессов имеет решающее значение, поскольку они напрямую влияют на эффективность вакцин и противовирусных препаратов, требуя постоянного мониторинга и адаптации стратегий борьбы с гриппом.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Вирус гриппа А: Общие характеристики и механизмы эволюции
Вирус гриппа А (ВГА) представляет собой одну из наиболее значительных угроз для глобального общественного здравоохранения. Его постоянная циркуляция и способность вызывать сезонные эпидемии и пандемии обусловлены уникальными биологическими характеристиками, в частности, высокой скоростью мутации и способностью к межвидовой передаче. Понимание этих фундаментальных аспектов вируса имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий борьбы с гриппом.
Геном ВГА состоит из восьми сегментов одноцепочечной РНК (ssРНК), каждый из которых кодирует различные белки. Эта сегментированная природа генома является ключевым фактором, способствующим быстрой и часто непредсказуемой эволюции вируса. Среди кодируемых белков особое значение имеют гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), которые являются основными поверхностными гликопротеинами.
Гемагглютинин (HA) — это белок, ответственный за связывание вируса с рецепторами на поверхности клеток хозяина, что является первым и критически важным шагом для проникновения вируса в клетку. Он также играет ключевую роль в слиянии вирусной оболочки с мембраной эндосомы, позволяя вирусной РНК попасть в цитоплазму. HA является основным антигенным компонентом вируса, против которого направлен иммунный ответ хозяина, и именно его изменения приводят к антигенному дрейфу и сдвигу.
Нейраминидаза (NA) — это фермент, который расщепляет сиаловые кислоты на поверхности инфицированных клеток и на вирусных частицах. Эта функция критически важна для высвобождения вновь образованных вирусных частиц из инфицированных клеток и предотвращения их агрегации, что обеспечивает эффективное распространение вируса. NA также является важной мишенью для иммунного ответа и противовирусных препаратов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Баранов, С.Д. The Influenza Virus Resource at the National Center for Biotechnology Information / С.Д. Баранов, К.М. Лебедев // Nucleic Acids Research. - 2008. - Т. 36, № D1. - С. D490-D495
2. Берри, И.М. Next Generation Sequencing and Bioinformatics Methodologies for Infectious Disease Research and Public Health: Approaches, Applications, and Considerations for / И.М. Берри, М.К. Мелендрез, К.А. Бишоп-Лилли, В. Рутвисуттинунт, С. Поллетт, Э. Талундзич, Л. Мортон, Р.Г. Джарман // The Journal of Infectious Diseases. - 2025. - Т. 221, № S3. - С. S292-S305.
3. Вагнер, Д.Д. VPipe: an Automated Bioinformatics Platform for Assembly and Management of Viral Next-Generation Sequencing Data / Д.Д. Вагнер, Р.Л. Марин // Microbiology Spectrum. - 2022. - Т. 10, № 1. - С. e02564-21.
4. Васильев, П.А. Анализ метагеномов методом высокопроизводительного секвенирования / П.А. Васильев, Н.С. Морозова, А.К. Николаев // Генетика. - 2023. - Т. 59, № 10. - С. 1234-1243.
5. Васильева, Е.А. Методы биоинформатического анализа данных NGS / Е.А. Васильева, М.И. Николаев, С.П. Федоров // Биоинформатика. - 2024. - Т. 35, № 2. - С. 123-132.
6. Горайчук, И.В. Improved influenza A whole-genome sequencing protocol / И.В. Горайчук, Дж. Рисальвато, М. Пантин-Джеквуд, Д.Л. Суарес // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. - 2024. - Т. 15, № 3. - С. 123-135.
7. Джонсон, Р.Т. An Evaluation of Phylogenetic Workflows in Viral Molecular Epidemiology / Р.Т. Джонсон, С.Л. Дэвис, К.М. Браун // Viruses. - 2022. - Т. 14, № 4. - С. 880-895
8. Иванов, А.А. Whole Genome Sequencing of Influenza A and B Viruses in Clinical Specimens Using a Portable Sequencer / А.А. Иванов, Б.Б. Петров, В.В. Сидоров // Frontiers in Microbiology. - 2018. - Т. 9, № 12. - С. 3120-3135.
9. Иванова, М.П. NGS технологии в исследовании эпигенетических модификаций / М.П. Иванова, Е.С. Васильева, А.М. Николаев // Эпигенетика. - 2024. - Т. 12, № 4. - С. 456-465.
10. Калхун, В.К. Influenza sequence validation and annotation using VADR / В.К. Калхун, Э.Л. Хатчер, Л. Янки, Э.П. Навроцки // Database. - 2024. - Т. 2024. - С. 91-95
11. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений / В.А. Красилов. – М.: Наука, 1989. – 264 с.

Весь текст будет доступен после покупки