THE SPANISH INFLUENZA VIRUS: TREATS TO THE PORTRAIT AFTER 100 YEARS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the study was to compare molecular characteristics of genes and proteins of pandemic influenza strains and find features of the 1918 Spanish influenza virus. Computer analysis has shown that the genes of the Spanish influenza virus in contrast to other pandemic strains contain optimal quantity of long complementary sequences that allow to obtain a supramolecular assembly of 8 virus RNA in according to a model ensuring selective packing of one copy of each virus RNA by the only possible scheme and high transmission to induce infection by single virions. Other pandemic strains contain redundant or insufficient quantity of complementary sequences that allow an assembly of its genome by means of some models including a stochastic one and occurrence of virions with incomplete genome, that is influenza virusts can exist primarily as a swarm of complementation-dependent semi-infectious virions. Analysis of an HA gene of the Spanish influenza virus found out exclusion from its translation code four triplets (CGG, CGA, CGC и CGU) coding arginine. This exclusion is observed in all the HlNl strains isolated during 100 years. Coding arginine in an HA gene of HlNl strains is provided by only triplets AGG and AGA. A NP gene of the Spanish influenza virus in contrast to other pandemics strains is avian-like and its NP protein is characterized by elevated quantity of arginine and decreased quantity of lysine that is considered as viral adaptation to avian body temperature. Prevalence of arginine provides more high positive charge for the Spanish influenza NP protein and its more powerful interaction with RNA and consequently more high thermal stability of the its RNP in comparison with the RNP of other pandemic strains. Potential consequence of existence of the avian-like NP in the Spanish influenza virus could be its high pathogenicity as infection fever creates optimal temperature for virus replication. These new data obtained by computer analysis of genomes in the Spanish influenza virus and other pandemic strains (altogether information about its proteins) can potentially be used to track pre-pandemic strains among circulating influenza A viruses and detect the formation of a possible trajectory of pandemic alert.

About the authors

E. P. Kharchenko

I. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences.

Author for correspondence.
Email: neuro.children@mail.ru

PhD, MD (Biology), Senior Researcher.

194223, Russian Federation, St. Petersburg, Toreza pr., 44.

Phone/Fax: +7 (812) 552-70-31 (offiсe); +7 904 338-22-80 (mobile).

Russian Federation

References

  1. Киселев О.И. Геном пандемического вируса гриппа A/H1N1V-2009. СПб.–М.: Компания «Димитрейд График Групп», 2011. 163 с.
  2. Харченко Е.П. Инвариантные паттерны внутренних белков пандемических вирусов гриппа // Инфекция и иммунитет. 2015. Т. 5, № 4. С. 323–330.
  3. Brooke C.B., Ince W.L., Wrammert J., Ahmed R., Wilson P.C., Bennink J.R., Yewdel J.W. Most influenza A virions fail to express at least one essential viral protein. J. Virol., 2013, vol. 87, no. 6, pp. 3155–3162. doi: 10.1128/JVI.02284-12
  4. Chan M. Statement to press by director — general of the World Health Organization 11 June 2009. World now at the start of 2009 influenza pandemic
  5. Daniels R.S., Downie J.C., Hay A.J., Knossow M., Skehel J.J., Wang M.L., Wiley D.C. Fusion mutants of the influenza virus hemagglutinin glycoprotein. Cell, 1985, vol. 40, no. 2, pp. 431–439.
  6. Gerber M., Isel C., Moules V., Marquet R. Selective packaging of the influenza A genome and consequences for genetic reassortment. Trends Microbiol., 2014, vol. 22, no. 8, pp. 446–455. doi: 10.1016/j.tim.2014.04.001
  7. Hutchinson E.C., von Kirchbach J.C., Gog J.R., Digard P. Genome packaging in influenza A virus. J. Gen. Virol., 2010, vol. 91, pt. 2, pp. 313–328. doi: 10.1099/vir.0.017608-0
  8. Lakdawala S.S., Fodor E., Subbarao K. Moving on out: transport and packaging of influenza viral RNA into virions. Annu. Rev. Virol., 2016, vol. 3, pp. 411–427. doi: 10.1146/annurev-virology-110615-042345
  9. Nakatsu S., Sagara H., Sakai-Tagawa Y., Sugaya N., Noda T., Kawaoka Y. Complete and incomplete genome packaging of influenza A and B viruses. MBio, 2016, vol. 7 (5). pp. e01248-16. doi: 10.1128/mBio.01248-16
  10. Noda T., Sugita Y., Aoyama K., Hirase A., Kawakami E., Miyazawa A., Sagara H., Kawaoka Y. Three-dimensional analysis of ribonucleoprotein complexes in influenza A virus. Nat. Commun., 2012, vol. 3: 639. doi: 10.1038/ncomms1647
  11. Skehel J.J., Bayley P.M., Brown E.B., Martin S.R., Waterfield M.D., White J.M., Wilson I.A., Wiley D.C. Changes in the conformation of influenza virus hemagglutinin at the pH optimum of virus-mediated membrane fusion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1982, vol. 79, no. 4, pp. 968–972.
  12. Sugita Y., Sagara H., Noda T., Kawaoka Y. The configuration of viral ribonucleoprotein complexes within the influenza A virion. J. Virol., 2013, vol. 87, no. 23, pp. 12879–12884. doi: 10.1128/JVI.02096-13
  13. Taubenberger J.K., Hultin J.V., Morens D.M. Discovery and characterization of the 1918 pandemic influenza virus in historical context. Antivir. Ther., 2007, vol. 12, no. 4, pt. B, pp. 581–591.
  14. Taubenberger J.K., Reid A.H., Lourens R.M., Wang R., Jin G., Fannin T.G. Characterization of the 1918 influenza virus polymerase genes. Nature, 2005, vol. 437, no. 7060, pp. 889–893.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2018 Kharchenko E.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».