リフトバレー熱ウイルスのコドン使用パターンの比較解析

Comparative analysis of codon usage patterns in Rift Valley fever virus.

• Hayeon Kim
• Myeongji Cho
• Hyeon S Son

抄録

リフトバレー熱ウイルス（RVFV）はベクトル媒介性病原体であり、フレボウイルス属の中で最も広く知られているウイルスである。RVFVは最初に報告されて以来、伝統的な固有地域から西アフリカ、エジプト、マダガスカルに広がり、新たな地域での感染が続いています。本研究では、RVFVの感染特性に応じたゲノムパターンを解析した。RVFVの4つのセグメントのうち、ヌクレオチド組成、全体のGC含有量、コドンの3位のGC組成のグループ間差（％GC3）はS（NP）セグメントで最も大きく、他のセグメントに比べて多様なコドンが使用されていることが示された。さらに，S（NP）セグメントのCAI解析の結果，過去に感染が報告されていない領域から分離されたウイルスが最も高い値を示し，他のウイルスと比較してヒト宿主への適応性が高いことが示唆された．この結果は，S（NP）セグメントの変異が感染した宿主と共進化し，その地理的範囲の拡大につながる可能性を示唆している．感染特性が類似しているグループの特定のゲノム領域で観察された特徴的なコドン使用パターンは、新しい領域でのRVFV感染の可能性が高まることと関連している可能性がある。

Rift Valley fever virus (RVFV) is a vector-borne pathogen and is the most widely known virus in the genus Phlebovirus. Since it was first reported, RVFV has spread to western Africa, Egypt and Madagascar from its traditional endemic region, and infections continue to occur in new areas. In this study, we analyzed genomic patterns according to the infection properties of RVFV. Among the four segments of RVFV, the nucleotide composition, overall GC content and the difference of GC composition in the third position of the codons (%GC3) between groups were the largest in the S (NP) segment, showing that more diverse codons were used than in other segments. Furthermore, the results of CAI analysis of the S (NP) segment showed that viruses isolated from regions where no previous infections had been reported had the highest values, indicating greater adaptability to human hosts compared with other viruses. This result suggests that mutations in the S (NP) segment co-evolve with the infected hosts and may lead to expansion of the geographic range. The distinctive codon usage patterns observed in specific genomic regions of a group with similar infection properties may be related to the increasing likelihood of RVFV infections in new areas.