Published July 3, 2020 | Version v1
Publication Open

Insights into the molecular diversity of Plasmodium vivax merozoite surface protein-3γ (pvmsp3γ), a polymorphic member in the msp3 multi-gene family

Creators

  • 1. Chulalongkorn University

Description

Abstract Plasmodium vivax merozoite surface protein 3 (PvMSP3) is encoded by a multi-gene family. Of these, PvMSP3α, PvMSP3β and PvMSP3γ, are considered to be vaccine targets. Despite comprehensive analyses of PvMSP3α and PvMSP3β, little is known about structural and sequence diversity in PvMSP3γ. Analysis of 118 complete pvmsp3γ sequences from diverse endemic areas of Thailand and 9 reported sequences has shown 86 distinct haplotypes. Based on variation in insert domains, pvmsp3γ can be classified into 3 types, i.e. Belem, Salvador I and NR520. Imperfect nucleotide repeats were found in six regions of the gene; none encoded tandem amino acid repeats. Predicted coiled-coil heptad repeats were abundant in the protein and displayed variation in length and location. Interspersed phase shifts occurred in the heptad arrays that may have an impact on protein structure. Polymorphism in pvmsp3γ seems to be generated by intragenic recombination and driven by natural selection. Most P. vivax isolates in Thailand exhibit population structure, suggesting limited gene flow across endemic areas. Phylogenetic analysis has suggested that insert domains could have been subsequently acquired during the evolution of pvmsp3γ . Sequence and structural diversity of PvMSP3γ may complicate vaccine design due to alteration in predicted immunogenic epitopes among variants.

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

Translated Description (Arabic)

يتم ترميز بروتين سطح البلازموديوم فيفاكس ميروزايت 3 (PvMSP3) بواسطة عائلة متعددة الجينات. من بينها، PvMSP3 α و PvMSP3 β و PvMSP3 γ، تعتبر أهدافًا للقاح. على الرغم من التحليلات الشاملة لـ PvMSP3 α و PvMSP3 β، لا يُعرف سوى القليل عن التنوع الهيكلي والتسلسلي في PvMSP3 γ. أظهر تحليل 118 تسلسل pvmsp3γ كامل من مناطق متوطنة متنوعة في تايلاند و 9 تسلسلات تم الإبلاغ عنها 86 نمطًا فرديًا متميزًا. بناءً على الاختلاف في نطاقات الإدراج، يمكن تصنيف pvmsp3γ إلى 3 أنواع، أي Belem و Salvador I و NR520. تم العثور على تكرارات نيوكليوتيد غير كاملة في ست مناطق من الجين ؛ لا تتكرر أي حمض أميني ترادفي مشفر. كانت التكرارات السباعية الملفوفة المتوقعة وفيرة في البروتين وعرضت تباينًا في الطول والموقع. حدثت تحولات طورية متداخلة في المصفوفات السباعية التي قد يكون لها تأثير على بنية البروتين. يبدو أن تعدد الأشكال في pvmsp3γ يتولد عن طريق إعادة التركيب داخل الجين ويقوده الانتقاء الطبيعي. تظهر معظم عزلة P. vivax في تايلاند بنية سكانية، مما يشير إلى تدفق محدود للجينات عبر المناطق الموبوءة. اقترح التحليل الوراثي أن نطاقات الإدراج كان من الممكن الحصول عليها لاحقًا أثناء تطور pvmsp3γ . قد يؤدي التسلسل والتنوع الهيكلي لـ PvMSP3γ إلى تعقيد تصميم اللقاح بسبب التغيير في الحواتم المناعية المتوقعة بين المتغيرات.

Translated Description (French)

Résumé La protéine de surface 3 du mérozoïte de Plasmodium vivax (PvMSP3) est codée par une famille multigénique. Parmi ceux-ci, PvMSP3α, PvMSP3β et PvMSP3γ sont considérés comme des cibles vaccinales. Malgré des analyses complètes de PvMSP3α et PvMSP3β, on sait peu de choses sur la diversité structurelle et séquentielle de PvMSP3γ. L'analyse de 118 séquences pvmsp3γ complètes provenant de diverses zones endémiques de Thaïlande et de 9 séquences rapportées a montré 86 haplotypes distincts. En fonction de la variation des domaines d'insertion, pvmsp3γ peut être classé en 3 types, à savoir Belém, Salvador I et NR520. Des répétitions de nucléotides imparfaites ont été trouvées dans six régions du gène ; aucune répétition d'acides aminés codés en tandem. Les répétitions prédites d'heptades à spires enroulées étaient abondantes dans la protéine et présentaient des variations de longueur et d'emplacement. Des déphasages entrecoupés se sont produits dans les réseaux d'heptad qui peuvent avoir un impact sur la structure des protéines. Le polymorphisme dans pvmsp3γ semble être généré par la recombinaison intragénique et entraîné par la sélection naturelle. La plupart des isolats de P. vivax en Thaïlande présentent une structure de population, ce qui suggère un flux génétique limité dans les zones endémiques. L'analyse phylogénétique a suggéré que des domaines d'insertion auraient pu être acquis ultérieurement au cours de l'évolution de pvmsp3γ . La séquence et la diversité structurelle de PvMSP3γ peuvent compliquer la conception du vaccin en raison de l'altération des épitopes immunogènes prédits parmi les variants.

Translated Description (Spanish)

Resumen La proteína 3 de superficie del merozoito Plasmodium vivax (PvMSP3) está codificada por una familia multigénica. De estos, PvMSP3α, PvMSP3β y PvMSP3γ, se consideran objetivos de la vacuna. A pesar de los análisis exhaustivos de PvMSP3α y PvMSP3β, se sabe poco sobre la diversidad estructural y de secuencias en PvMSP3γ. El análisis de 118 secuencias completas de pvmsp3γ de diversas áreas endémicas de Tailandia y 9 secuencias informadas ha mostrado 86 haplotipos distintos. En función de la variación en los dominios de inserción, pvmsp3γ se puede clasificar en 3 tipos, es decir, Belem, Salvador I y NR520. Se encontraron repeticiones de nucleótidos imperfectas en seis regiones del gen; ninguna codificó repeticiones de aminoácidos en tándem. Las repeticiones de heptada en espiral predichas eran abundantes en la proteína y mostraban una variación en la longitud y la ubicación. Se produjeron cambios de fase intercalados en las matrices heptadas que pueden tener un impacto en la estructura de la proteína. El polimorfismo en pvmsp3γ parece ser generado por recombinación intragénica e impulsado por la selección natural. La mayoría de los aislados de P. vivax en Tailandia exhiben estructura poblacional, lo que sugiere un flujo genético limitado a través de áreas endémicas. El análisis filogenético ha sugerido que los dominios de inserción podrían haberse adquirido posteriormente durante la evolución de pvmsp3γ . La secuencia y la diversidad estructural de PvMSP3γ pueden complicar el diseño de la vacuna debido a la alteración en los epítopos inmunogénicos predichos entre las variantes.

Files

s41598-020-67222-z.pdf.pdf

Files (1.8 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
md5:4b9ec8d27d99bb8ce663d1e2a2918c1c
1.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رؤى حول التنوع الجزيئي لبروتين سطح بلازموديوم فيفاكس ميروزايت-3 γ (pvmsp3γ)، وهو عضو متعدد الأشكال في عائلة msp3 متعددة الجينات
Translated title (French)
Aperçu de la diversité moléculaire de la protéine de surface du mérozoïte Plasmodium vivax-3γ (pvmsp3γ), un membre polymorphe de la famille multigénique msp3
Translated title (Spanish)
Información sobre la diversidad molecular de la proteína de superficie del merozoito de Plasmodium vivax-3γ (pvmsp3γ), un miembro polimórfico de la familia multigénica msp3

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3040055452
DOI
10.1038/s41598-020-67222-z

Is supplement to
https://openalex.org/W4210564352 (Other)
https://openalex.org/W3004054445 (Other)
https://openalex.org/W2953007118 (Other)
https://openalex.org/W2527773618 (Other)
https://openalex.org/W2080862660 (Other)
https://openalex.org/W2068463380 (Other)
https://openalex.org/W2064462617 (Other)
https://openalex.org/W2047697594 (Other)
https://openalex.org/W2019131275 (Other)
https://openalex.org/W1503810851 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1971185878
  • https://openalex.org/W1973773101
  • https://openalex.org/W1977009223
  • https://openalex.org/W1978677176
  • https://openalex.org/W1984639393
  • https://openalex.org/W1986109703
  • https://openalex.org/W1990074132
  • https://openalex.org/W2001132551
  • https://openalex.org/W2005498382
  • https://openalex.org/W2009560553
  • https://openalex.org/W2016162029
  • https://openalex.org/W2026062398
  • https://openalex.org/W2029998861
  • https://openalex.org/W2033761910
  • https://openalex.org/W2038271126
  • https://openalex.org/W2040547628
  • https://openalex.org/W2043676338
  • https://openalex.org/W2061516190
  • https://openalex.org/W2064424980
  • https://openalex.org/W2074921747
  • https://openalex.org/W2075837999
  • https://openalex.org/W2101246531
  • https://openalex.org/W2102118092
  • https://openalex.org/W2108512869
  • https://openalex.org/W2108528950
  • https://openalex.org/W2112814753
  • https://openalex.org/W2116194927
  • https://openalex.org/W2117709367
  • https://openalex.org/W2130160325
  • https://openalex.org/W2131277865
  • https://openalex.org/W2132926880
  • https://openalex.org/W2140124318
  • https://openalex.org/W2146178990
  • https://openalex.org/W2147710356
  • https://openalex.org/W2152207030
  • https://openalex.org/W2152490244
  • https://openalex.org/W2154845780
  • https://openalex.org/W2156736131
  • https://openalex.org/W2159439809
  • https://openalex.org/W2166262629
  • https://openalex.org/W2168119791
  • https://openalex.org/W2170188519
  • https://openalex.org/W2171126517
  • https://openalex.org/W2212995955
  • https://openalex.org/W2292455539
  • https://openalex.org/W2611314002
  • https://openalex.org/W2765886061
  • https://openalex.org/W2802844501
  • https://openalex.org/W2898389621
  • https://openalex.org/W2912990441
  • https://openalex.org/W2983457529
  • https://openalex.org/W38259148
  • https://openalex.org/W4243228481