[预印本]用TreeSort揭示甲型流感病毒的重组

甲型流感病毒(IAV)之间的重新分类促进了基因组进化,并与种属间传播和流行病有关。我们介绍了一种名为TreeSort的新工具,该工具可以在具有数千个IAV全基因组的数据集上准确识别最近和祖先的重组事件。该算法与生成数千个全基因组的现代大规模监测研究直接相关。TreeSort使用选定IAV片段的系统发育作为参考,并通过整合其他基因片段的信息,找到系统发育中发生重配的高概率分支。该工具报告了参与重组的特定基因片段,以及它们与之前的基因配对有多不同。我们使用TreeSort研究了在鸟类、猪和人类宿主中分离出的不同IAV亚型的重组模式。禽流感病毒比人类和猪流感病毒表现出更多的重组,禽H7亚型显示出最频繁的重组。猪和人H3亚型的重新分类分别比猪和人H1亚型更频繁。高致病性禽流感H5N1分支2.3.4.4b在2020-2023年期间重组率升高;然而,表面蛋白编码基因(HA、NA和MP)共同进化,这些基因之间几乎没有重组。我们观察到类似的共同进化模式,人类H1和H3谱系的表面蛋白之间的重组率非常低,这表明表面蛋白之间强烈的共同进化和优先配对是高病毒适应性的结果。我们的算法能够实时跟踪不同宿主内和宿主间的IAV重组,可用于确定特定基因如何响应重组事件而进化,并可识别新病毒以进行大流行风险评估。

TreeSort可在https://github.com/flu-crew/TreeSort.