Influência dos polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) da APOBEC3G na dinâmica populacional da infecção pelo HIV-1

Influência dos polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) da APOBEC3G na dinâmica populacional da infecção pelo HIV-1

Título alternativo Influence of single nucleotide polymorphisms of APOBEC3G in the population dynamic in the HIV-1 infection
Autor Bizinoto, Maria Clara Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Janini, Luiz Mário Ramos Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Infectologia - São Paulo
Resumo APOBEC3G (A3G) has been described as a cellular factor that inhibits replication of HIV-1. During reverse transcription, A3G promotes deamination of cytidine to uracil in the minus strand viral DNA, inducing hypermutation of guanines to adenines in plus strand DNA. The HIV-1 counters this effect by the activity of the viral protein Vif, which counteracts A3G complexes through a mechanism of proteasome degradation. Although some single nucleotide polymorphisms (SNPs) have been described occurring along the A3G gene, its effects on the progression of HIV-1 are unclear. This study attempted to establish, in the Brazilian population, the frequency of seven SNPs previous described and their impact on viral load and CD4 cell count, in association with the presence of hypermutation in the integrase gene. In addition, we analyzed the genetic diversity of the vif gene to establish its association with clinical status and polymorphisms of A3G. We analyzed 400 samples from drug naïve infected HIV-1 patients. SNPs were detected by resequencing. Bioinformatic tools for HIV-1 sequences analyses were used for studying the evolutionary process of gene vif. Hypermutation has been investigated using the dye-PEG Bisbenzimide in agarose gel electrophoresis. The gels were analyzed using Image J software and according to the position of the bands, when compared to controls, the samples were categorized. It was found that Brazilians and Europeans have similar genotype frequencies in the A3G gene. The analysis also revealed that the polymorphisms in most loci of A3G had no impact on viral load and CD4 + T cells counts. Analysis using agarose gels with HA-Yellow found that 36% of all samples ware hypermutated. Notably, the codons under epistasis influence in the vif gene were associated with levels of CD4 + T cells. The phylogenetic-based analysis revealed that A3G polymorphisms and hypermutation had insignificant impact in the rate of neutral mutation in vif gene. However, codons under positive selection were detected between the MKSLVK and YRHHY regions and within the BC-Box and the Cullin5-Box of vif gene. These regions are involved in the degradation of Vif-induced A3G complexes. In conclusion, we observed that the evolution of vif is partly explained by the optimized adaptive response to counteract A3G activity, which demonstrates evolutionary plasticity of HIV-1 to adapt to host genes with antiviral function.

A APOBEC3G (A3G) tem sido descrita como um fator celular que inibe a replicação do HIV-1. Durante a transcrição reversa, a A3G promove a desaminação de citidinas para uracilas nas fitas negativas de DNA viral, induzindo hipermutação de guaninas para adeninas nas fitas positivas. O HIV-1 contra-ataca esse efeito pela atividade da proteína viral Vif, que neutraliza complexos A3G através de um mecanismo de degradação proteassômica. Apesar de alguns polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) terem sido descritos ocorrendo ao longo do gene A3G, seus efeitos sobre a progressão da infecção pelo HIV-1 não são claros. Este estudo tentou estabelecer, na população brasileira, a freqüência de 7 SNPs descritos anteriormente e seu impacto na carga viral e contagem de células T CD4+, em associação com a presença de hipermutação no gene da integrase. Além disso, foi analisada a diversidade genética do gene vif a fim de estabelecer sua associação com o estado clínico e os polimorfismos da A3G. Foram analisadas 400 amostras provenientes de indivíduos infectados pelo HIV-1 que não foram submetidos a tratamento antiretroviral. Os SNPs na A3G foram detectados por resequenciamento. Com o auxílio de ferramentas de bioinformática, foram utilizados modelos baseados em códons para estudar o processo evolutivo do gene vif, a partir de 156 sequências do subtipo B do HIV-1. A hipermutação foi investigada utilizando o corante Bisbenzamida-PEG durante a eletroforese em gel de agarose. Os géis foram analisados utilizando o software Image J e de acordo com a posição das bandas, quando comparados aos controles, as amostras foram categorizadas. Foi verificado que brasileiros e europeus têm freqüências genotípicas similares no gene A3G. A análise também revelou que os polimorfismos na maioria dos loci da A3G não tiveram qualquer influência na carga viral e contagem de células T CD4+. A análise das amostras em gel de agarose com HA-Yellow encontrou 36% de hipermutação. Notavelmente, códons sob o efeito de epistasia no gene vif foram associados com os níveis de células T CD4+. As análises baseadas em filogenia revelaram que os polimorfismos na A3G e a hipermutação tiveram um impacto insignificante na taxa de mutação neutra no gene vif. No entanto, códons sob selecção positiva foram detectados no gene vif entre as regiões MKSLVK e YRHHY, e nas regiões de interação com a BC-Box e Cullin5-Box. Estas regiões são envolvidas na degradação de Vif induzida por complexos A3G. Em conclusão, foi observado que a evolução do vif é parcialmente explicada pela resposta adaptativa otimizada para neutralizar a atividade da A3G, o que demonstra a plasticidade evolutiva do HIV-1 para se adaptar aos genes com função antiviral do hospedeiro.
Palavra-chave Citidina desaminase
HIV-1
Mutação
Polimorfismo de nucleotídeo único
Apolipoproteínas B
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Data de publicação 2011-04-28
Publicado em BIZINOTO, Maria Clara. Influência dos polimofismos de nucleotídeo único (SNPs) da APOBEC3G na dinâmica populacional da infecção pelo HIV-1. 2011. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2011.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 104 f.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Dissertação de mestrado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9760

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Nome: Publico-12554.pdf
Tamanho: 1.863MB
Formato: PDF
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