Published February 4, 2016 | Version v1
Publication Open

Reassortment of Human and Animal Rotavirus Gene Segments in Emerging DS-1-Like G1P[8] Rotavirus Strains

Creators

  • 1. Fujita Health University
  • 2. National Institute of Health of Thailand
  • 3. Department of Medical Sciences
  • 4. Ministry of Public Health
  • 5. Department of Disease Control

Description

The emergence and rapid spread of novel DS-1-like G1P[8] human rotaviruses in Japan were recently reported. More recently, such intergenogroup reassortant strains were identified in Thailand, implying the ongoing spread of unusual rotavirus strains in Asia. During rotavirus surveillance in Thailand, three DS-1-like intergenogroup reassortant strains having G3P[8] (RVA/Human-wt/THA/SKT-281/2013/G3P[8] and RVA/Human-wt/THA/SKT-289/2013/G3P[8]) and G2P[8] (RVA/Human-wt/THA/LS-04/2013/G2P[8]) genotypes were identified in fecal samples from hospitalized children with acute gastroenteritis. In this study, we sequenced and characterized the complete genomes of strains SKT-281, SKT-289, and LS-04. On whole genomic analysis, all three strains exhibited unique genotype constellations including both genogroup 1 and 2 genes: G3-P[8]-I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 for strains SKT-281 and SKT-289, and G2-P[8]-I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 for strain LS-04. Except for the G genotype, the unique genotype constellation of the three strains (P[8]-I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2) is commonly shared with DS-1-like G1P[8] strains. On phylogenetic analysis, nine of the 11 genes of strains SKT-281 and SKT-289 (VP4, VP6, VP1-3, NSP1-3, and NSP5) appeared to have originated from DS-1-like G1P[8] strains, while the remaining VP7 and NSP4 genes appeared to be of equine and bovine origin, respectively. Thus, strains SKT-281 and SKT-289 appeared to be reassortant strains as to DS-1-like G1P[8], animal-derived human, and/or animal rotaviruses. On the other hand, seven of the 11 genes of strain LS-04 (VP7, VP6, VP1, VP3, and NSP3-5) appeared to have originated from locally circulating DS-1-like G2P[4] human rotaviruses, while three genes (VP4, VP2, and NSP1) were assumed to be derived from DS-1-like G1P[8] strains. Notably, the remaining NSP2 gene of strain LS-04 appeared to be of bovine origin. Thus, strain LS-04 was assumed to be a multiple reassortment strain as to DS-1-like G1P[8], locally circulating DS-1-like G2P[4], bovine-like human, and/or bovine rotaviruses. Overall, the great genomic diversity among the DS-1-like G1P[8] strains seemed to have been generated through reassortment involving human and animal strains. To our knowledge, this is the first report on whole genome-based characterization of DS-1-like intergenogroup reassortant strains having G3P[8] and G2P[8] genotypes that have emerged in Thailand. Our observations will provide important insights into the evolutionary dynamics of emerging DS-1-like G1P[8] strains and related reassortant ones.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم الإبلاغ مؤخرًا عن ظهور وانتشار سريع لفيروسات الروتا البشرية الجديدة من نوع DS -1 - like G1P [8] في اليابان. في الآونة الأخيرة، تم تحديد مثل هذه السلالات المتشابهة بين الأجيال في تايلاند، مما يعني الانتشار المستمر لسلالات فيروس الروتا غير العادية في آسيا. أثناء مراقبة فيروس الروتا في تايلاند، تم تحديد ثلاثة سلالات متجانسة بين المجموعات الجينية شبيهة بـ DS -1 لها G3P [8] (RVA/Human - wt/THA/SKT -281/2013/G3P [8] و RVA/Human - wt/THA/tha/skt/skt -289/2013/G3P [8]) و G2P [8] (RVA/Human - wt/THA/LS -04/2013/G2P [8]) في عينات البراز من الأطفال المصابين بالتهاب المعدة والأمعاء الحاد في المستشفى. في هذه الدراسة، قمنا بتسلسل وتمييز الجينوم الكامل للسلالات SKT -281 و SKT -289 و LS -04. في التحليل الجيني الكامل، أظهرت السلالات الثلاث مجموعات أنماط جينية فريدة بما في ذلك كل من المجموعة الجينية 1 و 2 الجينات: G3 - P [8] - I2 - R2 - C2 - M2 - A2 - N2 - T2 - E2 - H2 للسلالات SKT -281 و SKT -289، و G2 - P [8] - I2 - R2 - C2 - M2 - A2 - N2 - T2 - E2 - H2 للسلالة LS -04. باستثناء النمط الجيني G، يتم مشاركة كوكبة النمط الجيني الفريدة للسلالات الثلاث (P[8] - I2 - R2 - C2 - M2 - A2 - N2 - T2 - E2 - H2) بشكل شائع مع سلالات G1P[8] الشبيهة بـ DS -1. في التحليل الوراثي، يبدو أن تسعة من الجينات الـ 11 للسلالات SKT -281 و SKT -289 (VP4 و VP6 و VP1 -3 و NSP1 -3 و NSP5) قد نشأت من سلالات G1P[8] الشبيهة بـ DS -1، في حين يبدو أن جينات VP7 و NSP4 المتبقية من أصل خيولي وبقري، على التوالي. وهكذا، يبدو أن السلالات SKT -281 و SKT -289 هي سلالات متجانسة مثل DS -1 - like G1P [8]، فيروسات الروتا البشرية و/أو الحيوانية المشتقة من الحيوانات. من ناحية أخرى، يبدو أن سبعة من الجينات الـ 11 للسلالة LS -04 (VP7 و VP6 و VP1 و VP3 و NSP3 -5) قد نشأت من فيروسات الروتا البشرية المنتشرة محليًا مثل DS -1 [4]، في حين افترض أن ثلاثة جينات (VP4 و VP2 و NSP1) مشتقة من سلالات G1P [8] الشبيهة بـ DS -1. والجدير بالذكر أن جين NSP2 المتبقي من سلالة LS -04 يبدو أنه من أصل بقري. وهكذا، كان من المفترض أن تكون السلالة LS -04 سلالة إعادة تشكيل متعددة مثل DS -1 - like G1P[8]، والتي تدور محليًا DS -1 - like G2P [4]، والفيروسات العجلية البشرية الشبيهة بالأبقار، و/أو الأبقار. بشكل عام، يبدو أن التنوع الجيني الكبير بين سلالات G1P [8] الشبيهة بـ DS -1 قد تم إنشاؤه من خلال إعادة التشكيل التي تنطوي على سلالات بشرية وحيوانية. على حد علمنا، هذا هو التقرير الأول عن التوصيف القائم على الجينوم الكامل للسلالات المتجانسة بين المجموعات الجينية الشبيهة بـ DS -1 التي تحتوي على الأنماط الجينية G3P [8] و G2P [8] التي ظهرت في تايلاند. ستوفر ملاحظاتنا رؤى مهمة حول الديناميكيات التطورية لسلالات DS -1 - like G1P [8] الناشئة وسلالات إعادة التشكيل ذات الصلة.

Translated Description (French)

L'émergence et la propagation rapide de nouveaux rotavirus humains G1P[8] de type DS-1 au Japon ont été récemment rapportées. Plus récemment, de telles souches réassorties intergénogroupes ont été identifiées en Thaïlande, ce qui implique la propagation continue de souches inhabituelles de rotavirus en Asie. Au cours de la surveillance des rotavirus en Thaïlande, trois souches réassorties intergénogroupes de type DS-1 ayant des génotypes G3P[8] (RVA/Human-wt/THA/SKT-281/2013/G3P[8] et RVA/Human-wt/THA/SKT-289/2013/G3P[8]) et G2P[8] (RVA/Human-wt/THA/LS-04/2013/G2P[8]) ont été identifiées dans des échantillons fécaux d'enfants hospitalisés atteints de gastro-entérite aiguë. Dans cette étude, nous avons séquencé et caractérisé les génomes complets des souches SKT-281, SKT-289 et LS-04. Sur l'ensemble de l'analyse génomique, les trois souches présentaient des constellations génotypiques uniques comprenant à la fois des gènes de génogroupe 1 et 2 : G3-P [8] -I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 pour les souches SKT-281 et SKT-289, etG2-P [8]-I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 pour la souche LS-04. À l'exception du génotype G, la constellation génotypique unique des trois souches (P[8] -I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2) est communément partagée avec les souches G1P[8] de type DS-1. À l'analyse phylogénétique, neuf des 11 gènes des souches SKT-281 et SKT-289 (VP4, VP6, VP1-3, NSP1-3 et NSP5) semblaient provenir de souches G1P[8] de type DS-1, tandis que les gènes VP7 et NSP4 restants semblaient être d'origine équine et bovine, respectivement. Ainsi, les souches SKT-281 et SKT-289 semblaient être des souches réassorties de G1P[8] de type DS-1, de rotavirus humains et/ou animaux d'origine animale. D'autre part, sept des 11 gènes de la souche LS-04 (VP7, VP6, VP1, VP3 et NSP3-5) semblaient provenir de rotavirus humains DS-1-like G2P[4] circulant localement, tandis que trois gènes (VP4, VP2 et NSP1) étaient supposés être dérivés de souches G1P[8] DS-1-like. Notamment, le gène NSP2 restant de la souche LS-04 semblait être d'origine bovine. Ainsi, la souche LS-04 a été supposée être une souche de réassortiment multiple en ce qui concerne le G1P de type DS-1 [8], le G2P de type DS-1[4] circulant localement, les rotavirus humains de type bovin et/ou bovins. Dans l'ensemble, la grande diversité génomique parmi les souches G1P[8] de type DS-1 semble avoir été générée par un réassortiment impliquant des souches humaines et animales. À notre connaissance, il s'agit du premier rapport sur la caractérisation basée sur le génome entier de souches réassortées intergénogroupes de type DS-1 ayant des génotypes G3P[8] et G2P[8] qui ont émergé en Thaïlande. Nos observations fourniront des informations importantes sur la dynamique évolutive des souches émergentes G1P[8] de type DS-1 et des souches réassorties associées.

Translated Description (Spanish)

Recientemente se informó sobre la aparición y rápida propagación de nuevos rotavirus humanos G1P[8] similares a DS-1 en Japón. Más recientemente, tales cepas reordenadas intergenogroup se identificaron en Tailandia, lo que implica la propagación continua de cepas de rotavirus inusuales en Asia. Durante la vigilancia de rotavirus en Tailandia, se identificaron tres cepas reordenadas intergenogénicas tipo DS-1 con genotipos G3P[8] (RVA/Human-wt/THA/SKT-281/2013/G3P[8] y RVA/Human-wt/THA/SKT-289/2013/G3P[8]) y G2P[8] (RVA/Human-wt/THA/LS-04/2013/G2P[8]) en muestras fecales de niños hospitalizados con gastroenteritis aguda. En este estudio, secuenciamos y caracterizamos los genomas completos de las cepas SKT-281, SKT-289 y LS-04. En el análisis genómico completo, las tres cepas exhibieron constelaciones de genotipos únicas que incluyen los genes de los genogrupos 1 y 2:G3-P [8] -I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 para las cepas SKT-281 y SKT-289, y G2-P[8]-I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2 para la cepa LS-04. A excepción del genotipo G, la constelación de genotipos única de las tres cepas (P[8] -I2-R2-C2-M2-A2-N2-T2-E2-H2) se comparte comúnmente con cepas G1P[8] similares a DS-1. En el análisis filogenético, nueve de los 11 genes de las cepas SKT-281 y SKT-289 (VP4, VP6, VP1-3, NSP1-3 y NSP5) parecían haberse originado a partir de cepas G1P[8] similares a DS-1, mientras que los genes VP7 y NSP4 restantes parecían ser de origen equino y bovino, respectivamente. Por lo tanto, las cepas SKT-281 y SKT-289 parecían ser cepas reordenadas en cuanto a los rotavirus G1P similares a DS-1 [8], humanos derivados de animales y/o animales. Por otro lado, siete de los 11 genes de la cepa LS-04 (VP7, VP6, VP1, VP3 y NSP3-5) parecían haberse originado a partir de rotavirus humanos G2P[4] similares a DS-1 que circulaban localmente, mientras que se suponía que tres genes (VP4, VP2 y NSP1) se derivaban de cepas G1P[8] similares a DS-1. En particular, el gen NSP2 restante de la cepa LS-04 parecía ser de origen bovino. Por lo tanto, se asumió que la cepa LS-04 era una cepa de reordenamiento múltiple en cuanto a G1P similar a DS-1 [8], G2P similar a DS-1 que circula localmente [4], rotavirus humanos y/o bovinos similares a bovinos. En general, la gran diversidad genómica entre las cepas G1P de tipo DS-1 [8] parecía haberse generado a través de la redistribución que involucraba cepas humanas y animales. Hasta donde sabemos, este es el primer informe sobre la caracterización basada en el genoma completo de cepas reordenadas intergenogénicas similares a DS-1 que tienen genotipos G3P[8] y G2P[8] que han surgido en Tailandia. Nuestros comentarios proporcionarán información importante sobre la dinámica evolutiva de las cepas G1P[8] emergentes similares a DS-1 y las relacionadas reordenadas.

Files

journal.pone.0148416&type=printable.pdf

Files (10.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d723f8d00fd69b1281a2b0329bbdf09e
10.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
إعادة تصنيف الشرائح الجينية للفيروس العجلي البشري والحيواني في سلالات الفيروس العجلي الناشئة من النوع DS -1 - Like G1P [8]
Translated title (French)
Réassortiment des segments de gènes du rotavirus humain et animal dans les souches émergentes de rotavirus DS-1-Like G1P[8]
Translated title (Spanish)
Reordenamiento de segmentos génicos de rotavirus humanos y animales en cepas de rotavirus G1P emergentes similares a DS-1 [8]

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2259681028
DOI
10.1371/journal.pone.0148416

Is supplement to
https://openalex.org/W2791655643 (Other)
https://openalex.org/W2155373965 (Other)
https://openalex.org/W2142186309 (Other)
https://openalex.org/W2127342930 (Other)
https://openalex.org/W2118130268 (Other)
https://openalex.org/W2090192322 (Other)
https://openalex.org/W2029133063 (Other)
https://openalex.org/W2020089392 (Other)
https://openalex.org/W2000382317 (Other)
https://openalex.org/W1977861064 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1493388882
  • https://openalex.org/W1520648869
  • https://openalex.org/W1857468710
  • https://openalex.org/W1963776953
  • https://openalex.org/W1971095184
  • https://openalex.org/W1983209360
  • https://openalex.org/W2000585490
  • https://openalex.org/W2011257747
  • https://openalex.org/W2013579874
  • https://openalex.org/W2016738774
  • https://openalex.org/W2023392050
  • https://openalex.org/W2029854306
  • https://openalex.org/W2030966943
  • https://openalex.org/W2048884016
  • https://openalex.org/W2064668575
  • https://openalex.org/W2080858736
  • https://openalex.org/W2085595248
  • https://openalex.org/W2087144533
  • https://openalex.org/W2087564584
  • https://openalex.org/W2088539062
  • https://openalex.org/W2100276305
  • https://openalex.org/W2104880069
  • https://openalex.org/W2106005103
  • https://openalex.org/W2106882534
  • https://openalex.org/W2110027469
  • https://openalex.org/W2131154800
  • https://openalex.org/W2133115257
  • https://openalex.org/W2143962003
  • https://openalex.org/W2146220312
  • https://openalex.org/W2147427058
  • https://openalex.org/W2152207030
  • https://openalex.org/W2155954237
  • https://openalex.org/W2156167673
  • https://openalex.org/W2239438549
  • https://openalex.org/W4230853549
  • https://openalex.org/W4254275792