Problems of VirologyProblems of VirologyВопросы вирусологии0507-40882411-2097Central Research Institute for Epidemiology377ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯStrategy of synonymous codon usage in encoding sequences of the tick-borne encephalitis virusСтратегия использования синонимичных кодонов в кодирующих последовательностях вируса клещевого энцефалитаTyulkoJ. S.ТюлькоЖ. С.
Russian Federation

Janna Tyulko, candidate of biological Sciences

644043, Omsk

Тюлько Жанна Сергеевна, канд. биол. наук, доцент каф. физики, математики, медицинской информатики

644043, г. Омск

tjs@omsk-osma.ruYakimenkoV. V.ЯкименкоВ. В.
Russian Federation

644080, Omsk

644080, г. Омск

Omsk State Medical University, Ministry of Health of the Russian FederationГБОУ ВПО «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииOmsk Scientific-Research Institute of Natural Focal Infections, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingЛаборатория арбовирусных инфекций отдела природно-очаговых вирусных инфекций ФБУН «Омский НИИ природно-очаговых инфекций» Роспотребнадзора2812201560632371207202012072020Copyright ©; 2015, Tyulko J.S., Yakimenko V.V.Copyright ©; 2015, Тюлько Ж.С., Якименко В.В.2015Tyulko J.S., Yakimenko V.V.Тюлько Ж.С., Якименко В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/377

Three basic genotypes of the tick-borne encephalitis virus have wide geographical spread; several strains have local spread. in this work, we studied the strategy of the synonymous codon usage in basic genotypes by means of calculation of relative synonymous codon usage values for each complete encoding sequences of viruses. Then, these values were analyzed by methods of the discriminant analysis. in the result of this work the conclusion about the available distinctions in the strategy of synonymous codon usage of various genotypes tick-borne encephalitis viruses was made.

Вирус клещевого энцефалита (ВКЭ) представлен тремя основными генотипами, имеющими широкое географическое распространение, и несколькими генотипами с локальным распространением. В представленной работе анализируются закономерности использования кодонов основными генотипами ВКЭ, т.е. изучается стратегия кодирования белков. С этой целью для полноразмерных кодирующих последовательностей ВКЭ определяли показатели относительного использования синонимичных кодонов, которые в дальнейшем изучали методами дискриминантного анализа. В результате был сделан вывод об имеющихся различиях в стратегиях кодирования различных генотипов ВКЭ.

tick-borne encephalitis virusrelative synonymous codon usage valuesdiscriminant analysisstrategy of protein encodingвирус клещевого энцефалитапоказатель относительного использования синонимичных кодоновдискриминантный анализстратегия кодирования белков1. Вотяков В.И., Злобин В.И., Мишаева Н.П. Клещевые энцефалиты Евразии. Новосибирск: Наука; 2002.2. Козлова И.В., Верхозина М.М., Демина Т.В., Джиоев Ю.П., Ткачев С.Е., Карань Л.С. и др. Комплексная характеристика оригинальной группы штаммов вируса клещевого энцефалита, изолированных с территории Восточной Сибири. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012; 111 (4): 80–5.3. Карганова Г.Г. Хозяин-специфические детерминанты в геноме вируса клещевого энцефалита. В кн.: Фундаментальные и прикладные аспекты изучения паразитических членистоногих в XXI в: материалы международной конференции. СПб.; 2013: 71–3.4. Леонова Г.Н. Клещевой энцефалит в Приморском крае. Владивосток: Дальнаука; 1997.5. Погодина В.В., Карань Л.С., Колясникова Н.М., Левина Л.С., Герасимов С.Г., Маленко Г.В. и др. Сибирский подтип вируса клещевого энцефалита, доминирующий на территории России. Распространение и патогенность. Медицинская вирусология. 2013; 27 (1): 36.6. Лукашев В.В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ. М.: БИНОМ; 2009.7. Wong E.Н.М., Smith D.K., Rabadan R., Peiris M., Poon L.L.M. Codon usage bias and the evolution of influenza A viruses. Codon Usage Biases of Influenza Virus. BMC Evol. Biol. 2010; 10: 253. Available at: http://www.biomedcentral.com/1471-2148/10/253.8. Belalov I.S., Lukashev A.N. Causes and Implications of Codon Usage Bias in RNA Viruses. PLoS One. 2013; 8 (2). Available at: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0056642.9. Qian W., Yang J.R., Pearson N.M., Maclean C., Zhang J. Balanced Codon Usage Optimizes Eukaryotic Translational Efficiency. PLoS Genet. 2012; 8 (3). Available at: http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1002603.10. Schubert A.M., Putonti C. Evolution of the sequence composition of Flaviviruses. Infect. Genet. Evol. 2010; 10 (1): 129–36.11. Perriere G., Thioulouse J. Use and misuse of correspondence analysis in codon usage studies. Nucleic Acids Research. 2002; 30 (20): 4548–55.12. Shah P., Gilchrist M.A. Explaining complex codon usage patterns with selection for translational efficiency, mutation bias, and genetic drift. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2011; 108 (25): 10 231–6.13. Su M.W., Lin H.M., Yuan H.S., Chu W.C. Categorizing host-dependent RNA viruses by principal component analysis of their codon usage preferences. J. Comput. Biol. 2009; 16 (11): 1539–47.14. Plotkin J.B., Robins H., Levine A.J. Tissue-specific codon usage and the expression of human genes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004; 101: 12 588–91.15. Tello M., Saavedra J.M., Spencer E. Analysis of the use of codon pairs in the HE gene of the ISA virus shows a correlation between bias in HPR codon-pair use and mortality rates caused by the virus. Virol. J. 2013; 10. Available at: http://www.virologyj.com/content/10/1/180.16. Frias D., Monteiro-Cunha J.P., Mota-Miranda A.C., Fonseca V.S., Oliveira T., Galvao-Castro B. et al. Human Retrovirus codon Usage from tRnA point of View: Therapeutic Insights. Bioinform. Biol. Insights. 2013; 7: 335–45.17. Grantham R., Gautier C., Gouy M., Mercier R., Pave A. Codon catalog usage and the genome hypothesis. Nucleic Acids Res. 1980; 8 (1): 49–62.18. Cardinale D.J., DeRosa K., Duffy S. Base composition and translational selection are insufficient to explain codon usage bias in plant viruses. Viruses. 2013; 5 (1): 162–81.19. Sharp P.M., Tuohy T.M., Mosurski K.R. Codon usage in yeast: cluster analysis clearly differentiates highly and lowly expressed genes. Nucleic Acids Res. 1986; 14 (13): 5125–43.20. Бутвиловский А.В., Бутвиловский В.Э., Черноус Е.А. Изучение стратегии кодирования белков. Медицинский журнал. 2009; 2 (28): 29–33.21. Халафян А.А. Учебник STATISTIСA 6. Статистический анализ данных. М.: Бином; 2007.22. Орлов А.И. Прикладная статистика: учебник. М.: Экзамен; 2006.23. Демина Т.В. Вопросы генотипирования и анализ генетической вариабельности вируса клещевого энцефалита: Дисс. … д-ра биол. наук. Иркутск; 2012.24. Стародуб З.Ф., Рачков А.Э. Избирательность трансляции матричных рнк эукариот. Биополимеры и клетка. 1986; 2 (4): 167–78.25. Dittmar K.A., Goodenbour J.M., Pan T. Tissue-Specific Differences in Human Transfer RNA Expression. PLoS Genetics. 2006; 2 (12). Available at: http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.0020221.26. Nougairede A., Fabritus L., Aubry F., Gould E.A., Holmes E.C., Lamballerie X. Random codon re-encoding induces stable reduction of replicative fitness of Chikungunya virus in primate and mosquito cells. PLOS Pathog. 2013; 9 (2). Available at: http://www.plospathogens.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.ppat.100317227. Тюлько Ж.С., Якименко В.В. Вариабельность нуклеотидных последовательностей геномов вируса клещевого энцефалита, связанная с их структурой. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012; 111 (4): 27–30.