BÁO CÁO BỘ SƯU TẬP GENE TỐI ƯU VẬT CHỦ BIỂU HIỆN, MÃ HOÁ KHÁNG NGUYÊN PHỔ QUÁT TOÀN CẦU E VÀ NS1 CỦA FLAVIVIRUS

Cù Lê Nguyên; Đặng Tuấn Đạt; Nguyễn Ngọc Lương

doi:10.34238/tnu-jst.9643

BÁO CÁO BỘ SƯU TẬP GENE TỐI ƯU VẬT CHỦ BIỂU HIỆN, MÃ HOÁ KHÁNG NGUYÊN PHỔ QUÁT TOÀN CẦU E VÀ NS1 CỦA FLAVIVIRUS

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 26/01/24 Ngày hoàn thiện: 14/05/24 Ngày đăng: 17/05/24

Các tác giả

1. Cù Lê Nguyên, Trường Đại học Buôn Ma Thuột
2. Đặng Tuấn Đạt, Trường Đại học Buôn Ma Thuột
3. Nguyễn Ngọc Lương , Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế

Tóm tắt

Việt Nam nằm trong số những điểm nóng toàn cầu về bệnh truyền nhiễm, trong số đó chi Flavivirus gây ra nhiều dịch bệnh nguy hiểm gồm sốt xuất huyết, sốt viêm não Nhật Bản và sốt Zika gây bệnh đầu nhỏ. Hiện nay công tác điều tra dịch tễ học huyết thanh tại Việt Nam còn gặp nhiều trở ngại, dẫn đến các chính sách y tế công cộng và biện pháp dự phòng chưa đạt được hiệu quả. Lý do chính gồm thiếu kháng nguyên có giá thành chất lượng đáp ứng xét nghiệm huyết thanh quy mô lớn và do tính đa dạng phức tạp của các biến thể thuộc chi Flavivirus khiến việc chẩn đoán và dự phòng gặp nhiều khó khăn. Để khắc phục các vấn đề này, chúng tôi đặt mục tiêu tạo ra bộ sưu tập gene tối ưu mã hoá các kháng nguyên phổ quát toàn cầu E và NS1 của ba loại Flavivirus bản địa ở Việt Nam là dengue, Zika và viêm não Nhật Bản. Sử dụng phương pháp tạo trình tự liên ứng từ trình tự các biến thể được đăng ký trên cơ sở dữ liệu, chúng tôi tạo ra các trình tự phổ quát toàn cầu của protein E và NS1 của ba nhóm virus là Dengue, Zika và JEV. Thông qua tối ưu gen biểu hiện vật chủ, 15 gen tối ưu vật chủ mã hoá cho NS1 đã được tổng hợp. Kiểm tra sự biểu hiện NS1 của virus gây bệnh sốt xuất huyết Dengue và viêm não Nhật Bản ở vật chủ E. coli cho kết quả khả quan.

Từ khóa

Flavivirus; Protein E; Protein NS1; Kháng nguyên phổ quát toàn cầu; Điều tra dịch tễ học huyết thanh

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] S. E. Straus, Fields Virology, 6^th ed. Philadelphia USA: Lippincott Williams & Wilkins, vol. 1, 2013.

[2] T. T. Nguyen, A. Lundkvist, and J. Lindahl, “Urban transmission of mosquito-borne Flaviviruses – a review of the risk for humans in Vietnam,” Infection Ecology and Epidemiology, vol. 9, no. 1, 2019, Art. no. 1660129.

[3] WHO, “Dengue situation Update 665,” 2023. [Online]. Available: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/ 10665/365676/Dengue-20230216.pdf. [Accessed Jan. 15, 2024].

[4] M. M. N. Tun, M. Moriuchi, M. Toizumi, E. Luvai, S. Raini, N. Kitamura, M. Takegata, T. H. A. Nguyen, M. L. Moi, C. C. Buerano et al., “Congenital Zika virus infection in a birth cohort in Vietnam, 2017-2018,” The American Journal of Tropical Medicine and hygiene, vol. 103, no. 5, pp. 2059-2064, 2020.

[5] J. D. Pommier, C. Gorman, Y. Crabol, K. Bleakley, H. Sothy, K. Santy, T. T. H. Tran, L. V. Nguyen, E. Bunnakea, C. S. Hlaing et al., “Childhood encephalitis in the Greater Mekong region (the South East Asia Encephalitis Project): a multicentre prospective study,” The Lancet, Global Health, vol. 10, no. 7, pp. e989-e1002, 2022.

[6] H. E. Brindle, B. Nadjim, M. Choisy, R. Christley, M. Grifffiths, S. Baker, J. E. Bryant, J. I. Campbell, V. V. C. Nguyen, T. N. D. Nguyen et al., “Aetiology and potential animal exposure in central nervous system infection in Vietnam,” Ecohealth, vol. 19, no. 4, pp. 463-474, 2022.

[7] T. J. Chambers, C. S. Hahn, R. Galler, and C. M. Rice, “Flavivirus genome organization, expression and replication,” Annual Review Microbiology, vol. 44, pp. 649-688, 1990.

[8] D. Muller and P. R. Young, “The flavivirus NS1 protein: molecular and structural biology, immunology, role in pathogenesis and application as a diagnostic biomarker,” Antiviral Research, vol. 98, no. 2, pp. 192-208, 2013.

[9] M. Rastogi, N. Sharma, and S. K. Singh, “Flavivirus NS1: a multifacet enigmatic viral protein,” Virology Journal, vol. 13, p. 131, 2016.

[10] K. L. Carpio and A. D. T. Barrett, “Flavivirus NS1 and its potential in vaccine development,” Vaccines (Basel), vol. 9, no. 6, p. 622, 2021.

[11] J. H. Chávez, J. R. Silva, A. A. Amarilla, and L. T. M. Figueiredo, “Domain III peptides from flavivirus envelope protein are useful antigens for serologic diagnosis and targets for immunization,” Biologicals, vol. 38, no. 6, pp. 613-618, 2010.

[12] L. P. Dai, J. Song, X. S. Lu, Y. Q. Deng, A. M. Musyoki, H. J. Cheng, Y. F. Zhang, Y. Yuan, H. Song, J. Haywood et al., “Structures of the Zika virus envelope protein and its complex with a flavivirus broadly protective antibody,” Cell host and microbe, vol. 19, no. 5, pp. 696-704, 2016.

[13] R. Shukla, V. Ramasamy, R. K. Rajpoot, U. Arora, A. Podda, R. Ahuja, H. Beesetti, S. Swaminathan, and N. Khanna, “Next generation designer virus-like particle vaccines for dengue,” Expert review of vaccines, vol. 18, no. 2, pp. 105-117, 2019.

[14] E. R. A. Vos, G. den Hartog, R. M. Schepp, P. Kaaijk, J. van Vliet, K. Helm, G. Smits, A. Wijmenga-Monsuur, J. D. M. Verberk, M. van Boven et al., “Nationwide seroprevalence of SARS-CoV-2 and identification of risk factors in the general population of the Netherlands during the first epidemic wave,” Journal of Epidemiology and Community Health, vol. 75. no. 6, pp. 489-495, 2020.

[15] C. Erikstrup, A. D. Laksafoss, J. Gladov, K. A. Kaspersen, S. Mikkelsen, L. Hindhede, J. K. Boldsen, S. W. Jorgensen, S. Elthelberg, D. K. Holm et al., “Seroprevalence and infection fatality rate of the SARS-CoV-2 Omicron variant in Denmark: A nationwide serosurveillance study,” The Lancet Regional Health Europe, vol. 21, 2022, Art. no. 100479.

[16] C. Braga, C. M. T. Martelli, W. V. Souza, C. F. Luna, M. D. F. P. Albuquerque, C. A. Mariz, C. N. L. Morais, C. A. A. Brito, C. F. C. A. Melo, R. D. Lins et al., “Seroprevalence of Dengue, Chikungunya and Zika at the epicenter of the congenital microcephaly epidemic in Northeast Brazil: A population-based survey,” PloS Neglected Tropical Diseases, vol. 17, no. 7, 2023, Art. no. e0011270.

[17] L. E. Adams, M. D. T. Hitchings, F. A. Medina, D. M. Fodriguez, L. Sánche-González, H. Moore, S. S. Whitehead, J. L. Muñoz-Jordán, V. Rivera-Amill, and G. Paz-Bailey, “Previous dengue infection among children in Puerto Rico and implications for Dengue vaccine implementation,” The American journal of tropical medicine and hygiene, vol. 109, no. 2, pp. 413-419, 2023.

[18] E. A. Farag, S. Jaffrey, F. Daraan, M. H. M. A. Al-Shamali, F. Y. Khan, P. V. Coyle, F. Schaffner, H. E. Al-Romaihi, M. Al-Thani, and D. Bansal, “Dengue Epidemiology in Qatar from 2013-2021: A retrospective study,” Tropical medicine and infectious disease, vol. 7, no. 11, p. 329, 2022.

[19] Y. H. Lee, Y. C. Hsieh, C. J. Chen, T. Y. Lin, and Y. C. Huang, “Retrospective sero-epidemiology study of dengue virus infection in Taiwan,” BMC Infectious Disease, vol. 21, no. 1, p. 96, 2021.

[20] N. A. M. Azami, S. A. Salleh, H. M. Neoh, S. Z. S. Zakaria, and R. Jamal, “Dengue epidemic in Malaysia: Not a predominantly urban disease anymore,” BMC research notes, vol. 4, p. 216, 2011.

[21] M. L. Ha, T. P. Huynh, H. T. V. Nguyen, T. L. T. Nguyen, N. D. Pham, T. N. M. Thai, V. V. C. Nguyen, I. Rodríguez-Barraquer, D. A. T. Cummings, B. A. Wills et al., “Serological inference of past primary and secondary dengue infection: implications for vaccination,” Journal of royal society, interface, vol. 16, no. 156, 2019, Art. no. 20190207.

[22] N. H. Tran, D. Chansinghakul, C. Y. Chong, C. Y. Low, L. P. Shek, C. Q. Luong, C. Fargo, T. A. Wartel, S. Sun, A. Skipetrova, and A. Bouckenoooghe, “Long-term immunogenicity and safety of tetravalent dengue vaccine (CYD-TVD) in healthy populations in Singapore and Vietnam: 4-year follow-up of randomized, controlled, phase II trials,” Human vaccines and immunotherapeutics, vol. 15, no. 10, pp. 2315-2327, 2019.

[23] H. C. Turner, B. A. Wills, M. Rhaman, Q. C. Hoang, G. E. Thwaites, M. F. Boni, and H. E. Clapham, “Projected costs associated with school-based screening to informa deployment of Dengvaxia: Vietnam as a case study,” Transactions of the royal society of tropical medicine and hygiene, vol. 112, no. 8, pp. 369-377, 2018.

[24] C. Park, W. B. Kim, S. Y. Cho, E. J. Oh, H. Lee, K. Kang, Y. Lee, and D. G. Lee, “A Simple Method for the Design and Development of Flavivirus NS1 Recombinant Proteins Using an In Silico Approach,” Biomed research international, 2020, Art. no. 3865707.

[25] M. Hussain, M. Idrees, and S. Afzal, “Development of global consensus of dengue virus envelope glycoprotein for epitopes based vaccine design,” Current computer aided drug design, vol. 11, pp. 84-97, 2015.

[26] A. C. Antonelli, V. P. Almeida, and S. G. de Fonseca, “Immunoinformatics vaccine design for Zika virus,” Methods in molecular biology, vol. 2673, pp. 411-429, 2023.

[27] G. R. Webster, A. Y. The, and J. K. Ma, “Synthetic gene design-The rationale for codon optimization and implications for molecular pharming in plants,” Biotechnology and bioengineering, vol. 114, no. 3, pp. 492-502, 2017.

[28] B. K. S. Chung and D. Y. Lee, “Computational codon optimization of synthetic gene for protein expression,” MBC systems biology, vol. 20, no. 6, p. 134, 2012.

[29] K. Tamura, G. Stecher, and S. Kumar, “MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 11,” Molecular biology and evolution, vol. 38, no. 7, pp. 3022-3027, 2021.

[30] A. M. Waterhouse, J. B. Procter, D. M. A. Martin, M. Clamp, and G. J. Barton, “Jaview version 2 – a multiple sequence alignment editor and analysis workbench,” Bioinformatics, vol. 25, pp. 1189-1191, 2009.

[31] S. K. Jung and K McDonald, “Visual gene developer: a fully programmable bioinformatics software for synthetic gene optimization,” BMC Bioinformatics vol. 12, p. 340, 2011.

[32] T. N. T. Nguyen, T. T. H. Huynh, P. T. Nguyen, T. A. T. Duong, T. T Cao, T. H. T. Le, H. T. Nguyen, H. L. Nguyen, and N. L. Nguyen, “Expression of a synthetic gene encoding the enhanced green fluorescente protein in various Escherichia coli strains,” Vietnam Journal of Biotechnology, vol. 20, no. 2, pp. 359-368, 2022.

[33] G. L. Rosano and E. A. Ceccarelli, “Recombinant protein expression in Escherichia coli: advances and challenges,” Frontiers in microbiology, vol. 17, no. 5, p. 172, 2014.

[34] D. Allonso, M. da Silva Rosa, D. R. Coelho, S. M. da Costa, R. M. Nogueira, F. A. Bozza, F. B. Santos, A. M. de Barcelos Alves, and R. Mohana-Borges, “Polyclonal antibodies against properly folded Dengue virus NS1 protein expressed in E. coli enable sensitive and early dengue diagnosis,” Journal of virology methods, vol. 175, pp. 109-116, 2011.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9643

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ