Published November 13, 2018
| Version v1
Publication
Open
Whole-genome sequencing and analysis of Plasmodium falciparum isolates from China-Myanmar border area
Creators
- 1. National Institute for Parasitic Diseases
- 2. Hospital for Tropical Diseases
- 3. Zhejiang Academy of Medical Sciences
- 4. National Science and Technology Council
Description
China has made progress in malaria control and aims to eliminate malaria nationwide, but implementing effective interventions along the border regions remain a huge task. The Plasmodium falciparum cases imported from Southeast Asia has frequently reported especially in the China-Myanmar border (CMB) area. Though, information is scant on P. falciparum genetic variability in this area.This study reported P. falciparum isolates genome sequence of six clinical isolates in the CMB area. Furthermore, we estimated the nucleotide diversity, Watterson's estimator and Tajima's D value for the whole genome mutation rate in slide window.Our data were aligned onto 96.05-98.61% of the reference 3D7 genome in high fold coverages. Principal component analysis result showed that P. falciparum clustered generally according to their geographic origin. A total of 91 genes were identified as positive selection with Ka/Ks ratio significantly higher than 1, and most of them were multigene families encoding variant surface antigens (VSAs) such as var, rif and stevor. The enrichment of the positive selection on VSA genes implied that the environment complexity subjected CMB's P. falciparum to more pressure for survival.Our research suggests that greater genetic diversity in CMB area and the positive selection signals in VSA genes, which allow P. falciparum to fit the host immune system well and aggravate the difficulty of treatment. Meanwhile, results obtained from this study will provide the fundamental basis for P. falciparum population genomic research in CMB area.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أحرزت الصين تقدمًا في مكافحة الملاريا وتهدف إلى القضاء على الملاريا في جميع أنحاء البلاد، لكن تنفيذ تدخلات فعالة على طول المناطق الحدودية لا يزال مهمة ضخمة. تم الإبلاغ عن حالات المتصورة المنجلية المستوردة من جنوب شرق آسيا بشكل متكرر خاصة في منطقة الحدود بين الصين وميانمار. على الرغم من ذلك، فإن المعلومات شحيحة عن التباين الوراثي للمتصورة المنجلية في هذه المنطقة. أفادت هذه الدراسة أن المتصورة المنجلية تعزل تسلسل الجينوم لستة عزلات سريرية في منطقة CMB. علاوة على ذلك، قمنا بتقدير تنوع النيوكليوتيدات، ومقدر واترسون وقيمة تاجيما لمعدل طفرة الجينوم بالكامل في نافذة الشريحة. تمت محاذاة بياناتنا على 96.05-98.61 ٪ من الجينوم المرجعي 3D7 في التغطيات ذات الطيات العالية. أظهرت نتيجة تحليل المكون الرئيسي أن المتصورة المنجلية تتجمع بشكل عام وفقًا لأصلها الجغرافي. تم تحديد ما مجموعه 91 جينًا على أنها اختيار إيجابي مع نسبة Ka/Ks أعلى بكثير من 1، ومعظمها كانت عائلات متعددة الجينات ترميز المستضدات السطحية المتغيرة (VSAs) مثل VAR و RIF و STEVOR. إن إثراء الانتقاء الإيجابي على جينات VSA يعني أن تعقيد البيئة يعرض P. falciparum الخاص بـ CMB لمزيد من الضغط من أجل البقاء. تشير أبحاثنا إلى أن التنوع الجيني الأكبر في منطقة CMB وإشارات الانتقاء الإيجابية في جينات VSA، والتي تسمح لـ P. falciparum بتناسب الجهاز المناعي للمضيف بشكل جيد وتفاقم صعوبة العلاج. وفي الوقت نفسه، ستوفر النتائج التي تم الحصول عليها من هذه الدراسة الأساس الأساسي للبحوث الجينومية للسكان المتصورة المنجلية في منطقة CMB.Translated Description (French)
La Chine a fait des progrès dans la lutte contre le paludisme et vise à éliminer le paludisme à l'échelle nationale, mais la mise en œuvre d'interventions efficaces le long des régions frontalières reste une tâche énorme. Les cas de Plasmodium falciparum importés d'Asie du Sud-Est ont fréquemment été signalés, en particulier dans la zone frontalière Chine-Myanmar (CMB). Cependant, les informations sont rares sur la variabilité génétique de P. falciparum dans cette région. Cette étude a rapporté que P. falciparum isole la séquence génomique de six isolats cliniques dans la région CMB. En outre, nous avons estimé la diversité des nucléotides, l'estimateur de Watterson et la valeur D de Tajima pour le taux de mutation du génome entier dans la fenêtre de diapositive. Nos données ont été alignées sur 96,05-98,61% du génome 3D7 de référence dans des couvertures à pli élevé. Le résultat de l'analyse en composantes principales a montré que P. falciparum se regroupait généralement en fonction de leur origine géographique. Un total de 91 gènes ont été identifiés comme une sélection positive avec un rapport Ka/Ks significativement supérieur à 1, et la plupart d'entre eux étaient des familles multigéniques codant pour des antigènes de surface variants (VSA) tels que var, rif et stevor. L'enrichissement de la sélection positive sur les gènes VSA impliquait que la complexité de l'environnement soumettait P. falciparum de CMB à plus de pression pour la survie. Notre recherche suggère qu'une plus grande diversité génétique dans la zone CMB et les signaux de sélection positive dans les gènes VSA, qui permettent à P. falciparum de bien s'adapter au système immunitaire de l'hôte et aggravent la difficulté du traitement. Pendant ce temps, les résultats obtenus à partir de cette étude fourniront la base fondamentale pour la recherche génomique de la population de P. falciparum dans la zone CMB.Translated Description (Spanish)
China ha progresado en el control de la malaria y tiene como objetivo eliminar la malaria en todo el país, pero la implementación de intervenciones efectivas a lo largo de las regiones fronterizas sigue siendo una tarea enorme. Los casos de Plasmodium falciparum importados del sudeste asiático se han notificado con frecuencia, especialmente en la zona fronteriza entre China y Myanmar (CMB). Sin embargo, la información es escasa sobre la variabilidad genética de P. falciparum en esta área. Este estudio informó la secuencia del genoma de los aislados de P. falciparum de seis aislados clínicos en el área de CMB. Además, estimamos la diversidad de nucleótidos, el estimador de Watterson y el valor D de Tajima para la tasa de mutación del genoma completo en la ventana de diapositivas. Nuestros datos se alinearon con el 96,05-98,61% del genoma 3D7 de referencia en coberturas de alto número de veces. El resultado del análisis del componente principal mostró que P. falciparum se agrupó generalmente de acuerdo con su origen geográfico. Se identificó un total de 91 genes como selección positiva con una relación Ka/Ks significativamente superior a 1, y la mayoría de ellos eran familias multigénicas que codificaban antígenos de superficie variantes (VSA) como var, rif y stevor. El enriquecimiento de la selección positiva en los genes VSA implicó que la complejidad del entorno sometió a P. falciparum de CMB a más presión para la supervivencia. Nuestra investigación sugiere una mayor diversidad genética en el área de CMB y las señales de selección positiva en los genes VSA, lo que permite que P. falciparum se adapte bien al sistema inmune del huésped y agrave la dificultad del tratamiento. Mientras tanto, los resultados obtenidos de este estudio proporcionarán la base fundamental para la investigación genómica de la población de P. falciparum en el área de CMB.Files
s40249-018-0493-5.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:31b262ead973c804e426c51cca3694d5
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تسلسل الجينوم الكامل وتحليل المتصورة المنجلية المعزولة من المنطقة الحدودية بين الصين وميانمار
- Translated title (French)
- Séquençage et analyse du génome entier des isolats de Plasmodium falciparum de la zone frontalière Chine-Myanmar
- Translated title (Spanish)
- Secuenciación del genoma completo y análisis de aislados de Plasmodium falciparum de la zona fronteriza China-Myanmar
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2901404245
- DOI
- 10.1186/s40249-018-0493-5
References
- https://openalex.org/W1907806866
- https://openalex.org/W1973603244
- https://openalex.org/W1985155635
- https://openalex.org/W1985706362
- https://openalex.org/W1990074132
- https://openalex.org/W2003062832
- https://openalex.org/W2003472864
- https://openalex.org/W2013503056
- https://openalex.org/W2019851585
- https://openalex.org/W2063574697
- https://openalex.org/W2068673185
- https://openalex.org/W2081078606
- https://openalex.org/W2083280521
- https://openalex.org/W2102156985
- https://openalex.org/W2102327637
- https://openalex.org/W2103343452
- https://openalex.org/W2104293142
- https://openalex.org/W2107395586
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2115011276
- https://openalex.org/W2116931446
- https://openalex.org/W2119180969
- https://openalex.org/W2130638138
- https://openalex.org/W2131233132
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2135697415
- https://openalex.org/W2158804744
- https://openalex.org/W2250777131
- https://openalex.org/W2342279926
- https://openalex.org/W2404127088
- https://openalex.org/W2491414406
- https://openalex.org/W2528949466
- https://openalex.org/W2578289750
- https://openalex.org/W2590767446
- https://openalex.org/W2599117956
- https://openalex.org/W2623872032
- https://openalex.org/W2624256924
- https://openalex.org/W2726594598
- https://openalex.org/W2888919795
- https://openalex.org/W4298883408