Introduction. Rotaviruses exhibit a high degree of variability, which is ensured by the process of reassortment and antigenic drift. This leads to significant genetic diversity, including the emergence of strains with rare and unusual genotypes. This study, for the first time, provides a molecular genetic characterization of a rare RVA strain with the genotype G2P[9] based on all genome segments.
Aim of the study. To conduct a molecular genetic characterization of a rare strain of RVA genotype G2P[9] based on all genome segments, as well as to compare the strain with previously characterized representatives of subgroup BA222 from Nizhny Novgorod.
Materials and methods. Rotavirus-positive stool samples from children were analyzed using PCR-genotyping and PAGE. For the isolate under study, cDNA fragments of each of the 11 genes (VP1–VP4, VP6, VP7, NSP1–NSP5) were sequenced. Nucleotide and amino acid sequence analysis and phylogenetic tree construction were performed using MEGA X.
Results. In the period 2022–2023, a single strain of the unique genotype G2P[9] was identified in Nizhny Novgorod, characterized by a “broad” RNA electrophoretype (G2-P[9]-I2-R2-C2-M2-A3-N2-T3-E3-H3). The study showed that the origin of this strain is associated with reassortment processes between Nizhny Novgorod Wa- and BA222-like RVA, as well as isolates of the G3P[9] genotype from China. The studied strain, along with rotaviruses from China, differed from the Nizhny Novgorod BA222-like strains by the presence of 43 nucleotide substitutions in nine genes. These differences resulted in ten amino acid substitutions, eight of which were radical. All radical substitutions were located in the functionally active regions of the VP1, VP3, and VP4 proteins, which play a key role in the replicative cycle of rotaviruses.
Discussion. We characterized a strain with the rare G2P[9] genotype based on its complete genotype for the first time in Russia and globally. These results expand our understanding of the diversity of reassortant rotaviruses and complement our knowledge of the genotypic structure of the rotavirus population in Nizhny Novgorod.
Conclusion. The wide genetic diversity of rotaviruses, maintained by reassortment and antigenic drift, may facilitate rotaviruses' ability to overcome immunological pressure. Therefore, continuous molecular monitoring of circulating rotavirus variants is necessary to monitor the emergence of new variants and assess changes in rotavirus virulence following reassortment processes.
Введение. Ротавирусы демонстрируют высокую степень изменчивости, которая обеспечивается процессом реассортации и механизмом антигенного дрейфа. Это приводит к формированию значительного генетического разнообразия, в том числе к появлению штаммов с редкими и необычными генотипами. Цель исследования. Провести молекулярно-генетическую характеристику редкого штамма РВА генотипа G2P[9] на основе всех сегментов генома и его сравнение с ранее охарактеризованными нижегородскими представителями подгруппы ВА222.
Материалы и методы. Ротавирус-положительные образцы стула детей исследовали методами ПЦР-генотипирования и электрофореза в полиакриламидном геле. Для исследуемого изолята были секвенированы фрагменты кДНК каждого из 11 генов (VP1–VP4, VP6, VP7, NSP1–NSP5) длиной от 632 до 879 пар нуклеотидов. Анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательностей, построение филогенетических деревьев проводили в программе MEGA X.
Результаты. На территории Нижнего Новгорода в период 2022–2023 гг. был выявлен единичный штамм уникального генотипа G2P[9], характеризующийся «широким» электрофоретипом РНК (G2-P[9]-I2-R2-C2-M2-A3-N2-T3-E3-H3). Исследование показало, что происхождение данного штамма связано с процессами реассортации между нижегородскими Wa- и ВА222-подобными РВА, а также изолятами генотипа G3P[9] из Китая. Исследуемый штамм вместе с ротавирусами из Китая отличался от нижегородских BA222-подобных изолятов наличием 43 нуклеотидных замен в 9 генах. Эти различия обусловили появление 10 аминокислотных замен, 8 из которых были радикальными. Все радикальные замены располагались в функционально-активных регионах белков VP1, VP3 и VP4, которые играют ключевую роль в репликативном цикле ротавирусов.
Обсуждение. Штамм с редким генотипом G2P[9] был охарактеризован нами на основе полного генотипа впервые в России и в мире. Полученные результаты расширяют знания о разнообразии реассортантных РВА, а также дополняют данные о генотиповой структуре популяции ротавирусов на территории Нижнего Новгорода.
Заключение. Широкое генетическое разнообразие ротавирусов, поддерживаемое реассортацией и антигенным дрейфом, может способствовать преодолению ротавирусами иммунологического прессинга. В связи с этим для контроля появления новых вариантов и оценки изменения вирулентности ротавирусов после процессов реассортации необходим постоянный молекулярный мониторинг циркулирующих РВА.