禽流感病毒全基因组高级结构与致病性关系研究

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禽流感病毒基因组为单股负链RNA,而RNA分子自身的多聚核苷酸链能够回折并通过碱基配对形成二级结构,本文以禽流感病毒全基因组序列作为样本,预测基因组序列二级结构,并对二级结构进行统计分析,最终判断病毒的致病性与基因组序列高级结构之间有无关系。首先,列举来自GenBank的4个禽流感病毒全基因组序列(H2N2、H3N2、H5N1、H9N2);其次,将禽流感病毒全基因组序列以90nt作为每一个样本折叠单元的长度,依次滑动步长60nt,用RNAstructure5.4软件预测这些样本的二级结构,并得到它们的一致性序列;最后,通过统计分析方法Hash算法对一致性序列中的端环进行词频统计,从而分析得出禽流感病毒H2N2、H3N2、H5N1基因的二级结构中端环H4的数量最多,H5N1中端环H4的数量为18,H2N2中端环H4的数量为16,相较于H5N1中的端环数量减少了11%; H3N2中端环H4的数量为15,相较于H5N1中的端环数量减少了16.7%; H9N2中端环H4的数量为6,相较于H5N1中的端环数量减少了66.7%。对于病毒H5N1,端环H10的数量为0,而H11的数量为5,它们之间有很大的差异,这是否是影响它的致病性的一个关键还有待进一步的研究。高致病性禽流感病毒和低致病性禽流感病毒之间有明显的结构差异,且毒株的致病性与毒株全基因组二级结构之间有一定的关系。  以往人们通常是关注流感病毒的流行状态及发病特点,看此类流感病毒与之前爆发的某类流感病毒是否具有差异,进而在分子基因水平上探讨此类流感病毒的属性、传染性、致病性、药物敏感性和抗原变异等多方面的特性,并没有基于基因序列二级结构,从数学与统计的方法对禽流感病毒进行分析。本文是首次针对禽流感病毒在结构符号序列中的一次探索性研究,这种新的研究方法能更有效、更方便的对禽流感病毒进行研究。
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