Published August 31, 2010 | Version v1
Publication Open

Genetic characterization of the cell-adapted PanAsia strain of foot-and-mouth disease virus O/Fujian/CHA/5/99 isolated from swine

Creators

  • 1. Lanzhou Veterinary Research Institute
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

According to Office International Des Epizooties (OIE) Bulletin, the PanAsia strain of Foot-and-Mouth Disease Virus (FMDV) was invaded into the People's Republic of China in May 1999. It was confirmed that the outbreaks occurred in Tibet, Hainan and Fujian provinces. In total, 1280 susceptible animals (68 cattle, 1212 swine) were destroyed for the epidemic control.To investigate the distinct biological properties, we performed plaque assay, estimated the pathogenicity in suckling mice and determined the complete genomic sequence of FMDV swine-isolated O/Fujian/CHA/5/99 strain. In addition, a molecular modeling was carried out with the external capsid proteins.The pathogenicity study showed that O/Fujian/CHA/5/99 had high virulence with respect to infection in 3-day-old suckling-mice (LD50 = 10-8.3), compared to O/Tibet/CHA/1/99 (LD50 = 10-7.0) which isolated from bovine. The plaque assay was distinguishable between O/Fujian/CHA/5/99 and O/Tibet/CHA/1/99 by their plaque phenotypes. O/Fujian/CHA/5/99 formed large plaque while O/Tibet/CHA/1/99 formed small plaque.The 8,172 nucleotides (nt) of O/Fujian/CHA/5/99 was sequenced, and a phylogenetic tree was generated from the complete nucleotide sequences of VP1 compared with other FMDV reference strains. The identity data showed that O/Fujian/CHA/5/99 is closely related to O/AS/SKR/2002 (94.1% similarity). Based on multiple sequence alignments, comparison of sequences showed that the characteristic nucleotide/amino acid mutations were found in the whole genome of O/Fujian/CHA/5/99.Our finding suggested that C275T substitution in IRES of O/Fujian/CHA/5/99 may induce the stability of domain 3 for the whole element function. The structure prediction indicated that most of 14 amino acid substitutions are fixed in the capsid of O/Fujian/CHA/5/99 around B-C loop and E-F loop of VP2 (antigenic site 2), and G-H loop of VP1 (antigenic site 1), respectively. These results implicated that these substitutions close to heparin binding sites (E136G in VP2, A174 S in VP3) and at antigenic site 1 (T142A, A152T and Q153P in VP1) may influence plaque size and the pathogenicity to suckling mice.The potential of genetic characterization would be useful for microevolution and viral pathogenesis of FMDV in the further study.

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

Translated Description (Arabic)

وفقًا لنشرة المكتب الدولي للأوبئة الحيوانية (OIE)، تم غزو سلالة عموم آسيا من فيروس الحمى القلاعية (FMDV) في جمهورية الصين الشعبية في مايو 1999. تم التأكيد على أن الفاشيات حدثت في مقاطعات التبت وهاينان وفوجيان. في المجموع، تم تدمير 1280 حيوانًا عرضة للإصابة (68 رأس ماشية، 1212 خنزير) للسيطرة على الوباء. للتحقيق في الخصائص البيولوجية المتميزة، أجرينا فحص البلاك، وقدرنا الإمراضية في الفئران الرضيعة وحددنا التسلسل الجيني الكامل لسلالة O/Fujian/CHA/5/99 المعزولة للخنازير FMDV. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء نمذجة جزيئية مع بروتينات القفيصة الخارجية. أظهرت دراسة الإمراضية أن O/Fujian/CHA/5/99 كان له ضراوة عالية فيما يتعلق بالعدوى في فئران الرضاعة التي تبلغ من العمر 3 أيام (LD50 = 10-8.3)، مقارنة بـ O/Tibet/CHA/1/99 (LD50 = 10-7.0) والتي كانت معزولة عن الأبقار. كان مقايسة البلاك مميزة بين O/Fujian/CHA/5/99 و O/Tibet/CHA/1/99 من خلال أنماطها الظاهرية البلاك. شكلت O/FUJIAN/CHA/5/99 لوحة كبيرة بينما شكلت O/TIBET/CHA/1/99 لوحة صغيرة. تم تسلسل 8،172 نيوكليوتيد (NT) من O/FUJIAN/CHA/5/99، وتم إنشاء شجرة النشوء من تسلسلات النوكليوتيدات الكاملة من VP1 مقارنة مع سلالات مرجعية FMDV الأخرى. أظهرت بيانات الهوية أن O/Fujian/CHA/5/99 يرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ O/AS/SKR/2002 (تشابه بنسبة 94.1 ٪). بناءً على محاذاة التسلسلات المتعددة، أظهرت مقارنة التسلسلات أن طفرات النيوكليوتيدات/الأحماض الأمينية المميزة تم العثور عليها في الجينوم الكامل لـ O/Fujian/CHA/5/99. اقترح اكتشافنا أن استبدال C275T في IRES لـ O/Fujian/CHA/5/99 قد يحفز استقرار المجال 3 لوظيفة العنصر بأكملها. أشار التنبؤ بالبنية إلى أن معظم بدائل الأحماض الأمينية الـ 14 مثبتة في قفيصة O/Fujian/CHA/5/99 حول حلقة B - C وحلقة E - F لـ VP2 (موقع المستضد 2)، وحلقة G - H لـ VP1 (موقع المستضد 1)، على التوالي. تشير هذه النتائج إلى أن هذه الاستبدالات القريبة من مواقع ربط الهيبارين (E136G في VP2 و A174 S في VP3) وفي موقع المستضد 1 (T142A و A152T و Q153P في VP1) قد تؤثر على حجم البلاك والإمراضية لرضاعة الفئران. إن إمكانية التوصيف الجيني ستكون مفيدة للتطور الدقيق والتسبب في الإصابة بفيروس FMDV في الدراسة الإضافية.

Translated Description (French)

Selon le Bulletin de l'Office international des épizooties (OIE), la souche panasiatique du virus de la fièvre aphteuse (FMDV) a été envahie en République populaire de Chine en mai 1999. Il a été confirmé que les épidémies se sont produites dans les provinces du Tibet, du Hainan et du Fujian. Au total, 1280 animaux sensibles (68 bovins, 1212 porcs) ont été détruits pour le contrôle de l'épidémie. Pour étudier les propriétés biologiques distinctes, nous avons effectué un test sur plaque, estimé la pathogénicité chez les souris allaitantes et déterminé la séquence génomique complète de la souche O/Fujian/CHA/5/99 isolée du porc FMDV. En outre, une modélisation moléculaire a été réalisée avec les protéines de la capside externe. L'étude de pathogénicité a montré que O/Fujian/CHA/5/99 avait une virulence élevée en ce qui concerne l'infection chez les souris allaitantes âgées de 3 jours (DL50 = 10-8,3), par rapport à O/Tibet/CHA/1/99 (DL50 = 10-7,0) isolée chez les bovins. Le test de plaque était distinguable entre O/Fujian/CHA/5/99 et O/Tibet/CHA/1/99 par leurs phénotypes de plaque. O/Fujian/CHA/5/99 a formé une grande plaque tandis que O/Tibet/CHA/1/99 a formé une petite plaque. Les 8 172 nucléotides (nt) de O/Fujian/CHA/5/99 ont été séquencés et un arbre phylogénétique a été généré à partir des séquences nucléotidiques complètes de VP1 par rapport à d'autres souches de référence du FMDV. Les données d'identité ont montré que O/Fujian/CHA/5/99 est étroitement lié à O/AS/SKR/2002 (94,1 % de similitude). Sur la base de multiples alignements de séquences, la comparaison des séquences a montré que les mutations nucléotidiques/acides aminés caractéristiques ont été trouvées dans le génome entier de O/Fujian/CHA/5/99. Notre découverte a suggéré que la substitution C275T dans IRES de O/Fujian/CHA/5/99 peut induire la stabilité du domaine 3 pour la fonction de l'élément entier. La prédiction de la structure a indiqué que la plupart des 14 substitutions d'acides aminés sont fixées dans la capside de O/Fujian/CHA/5/99 autour de la boucle B-C et de la boucle E-F de VP2 (site antigénique 2) et de la boucle G-H de VP1 (site antigénique 1), respectivement. Ces résultats impliquent que ces substitutions proches des sites de liaison à l'héparine (E136G dans VP2, A174 S dans VP3) et au site antigénique 1 (T142A, A152T et Q153P dans VP1) peuvent influencer la taille de la plaque et la pathogénicité chez les souris allaitantes. Le potentiel de la caractérisation génétique serait utile pour la microévolution et la pathogenèse virale du FMDV dans la prochaine étude.

Translated Description (Spanish)

Según el Boletín de la Oficina Internacional de Epizootias (OIE), la cepa PanAsia del virus de la fiebre aftosa (FMDV) fue invadida en la República Popular China en mayo de 1999. Se confirmó que los brotes se produjeron en las provincias de Tíbet, Hainan y Fujian. En total, se destruyeron 1280 animales susceptibles (68 bovinos, 1212 porcinos) para el control epidémico. Para investigar las distintas propiedades biológicas, realizamos un ensayo de placa, estimamos la patogenicidad en ratones lactantes y determinamos la secuencia genómica completa de la cepa O/Fujian/CHA/5/99 aislada de FMDV. Además, se realizó un modelado molecular con las proteínas de la cápside externa. El estudio de patogenicidad mostró que O/Fujian/CHA/5/99 tenía una alta virulencia con respecto a la infección en ratones lactantes de 3 días de edad (LD50 = 10-8.3), en comparación con O/Tibet/CHA/1/99 (LD50 = 10-7.0) que se aislaron de bovinos. El ensayo de placa se distinguió entre O/Fujian/CHA/5/99 y O/Tibet/CHA/1/99 por sus fenotipos de placa. O/Fujian/CHA/5/99 formó una placa grande mientras que O/Tibet/CHA/1/99 formó una placa pequeña. Se secuenciaron los 8.172 nucleótidos (nt) de O/Fujian/CHA/5/99 y se generó un árbol filogenético a partir de las secuencias de nucleótidos completas de VP1 en comparación con otras cepas de referencia de FMDV. Los datos de identidad mostraron que O/Fujian/CHA/5/99 está estrechamente relacionado con O/AS/SKR/2002 (94.1% de similitud). Con base en múltiples alineamientos de secuencias, la comparación de secuencias mostró que las mutaciones características de nucleótidos/aminoácidos se encontraron en todo el genoma de O/Fujian/CHA/5/99. Nuestro hallazgo sugirió que la sustitución C275T en IRES de O/Fujian/CHA/5/99 puede inducir la estabilidad del dominio 3 para toda la función del elemento. La predicción de la estructura indicó que la mayoría de las 14 sustituciones de aminoácidos están fijas en la cápside de O/Fujian/CHA/5/99 alrededor del bucle B-C y el bucle E-F de VP2 (sitio antigénico 2) y el bucle G-H de VP1 (sitio antigénico 1), respectivamente. Estos resultados implicaron que estas sustituciones cercanas a los sitios de unión a la heparina (E136G en VP2, A174 S en VP3) y en el sitio antigénico 1 (T142A, A152T y Q153P en VP1) pueden influir en el tamaño de la placa y la patogenicidad para los ratones lactantes. El potencial de la caracterización genética sería útil para la microevolución y la patogénesis viral del FMDV en el estudio posterior.

Files

1743-422X-7-208.pdf

Files (2.9 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
md5:18fb9ddfb89d5f74d0c2914d1225aaf1
2.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوصيف الوراثي لسلالة عموم آسيا المتكيفة مع الخلايا من فيروس الحمى القلاعية O/Fujian/CHA/5/99 المعزول عن الخنازير
Translated title (French)
Caractérisation génétique de la souche cellulaire adaptée PanAsia du virus de la fièvre aphteuse O/Fujian/CHA/5/99 isolée à partir de porcs
Translated title (Spanish)
Caracterización genética de la cepa PanAsia adaptada a las células del virus de la fiebre aftosa O/Fujian/CHA/5/99 aislado de cerdos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2091494782
DOI
10.1186/1743-422x-7-208

Is supplement to
https://openalex.org/W4236348038 (Other)
https://openalex.org/W2914017467 (Other)
https://openalex.org/W2425724560 (Other)
https://openalex.org/W2406539109 (Other)
https://openalex.org/W2077907491 (Other)
https://openalex.org/W2053035650 (Other)
https://openalex.org/W2008200664 (Other)
https://openalex.org/W1983326968 (Other)
https://openalex.org/W1968953691 (Other)
https://openalex.org/W1569506334 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1482212418
  • https://openalex.org/W1502806302
  • https://openalex.org/W1558991446
  • https://openalex.org/W1595224583
  • https://openalex.org/W1606131897
  • https://openalex.org/W176323868
  • https://openalex.org/W1840781779
  • https://openalex.org/W1864465724
  • https://openalex.org/W1911846947
  • https://openalex.org/W1968386069
  • https://openalex.org/W1969118676
  • https://openalex.org/W1980931809
  • https://openalex.org/W1983602381
  • https://openalex.org/W1999032079
  • https://openalex.org/W2012819343
  • https://openalex.org/W2014333869
  • https://openalex.org/W2023671437
  • https://openalex.org/W2025770704
  • https://openalex.org/W2046849818
  • https://openalex.org/W2047805822
  • https://openalex.org/W2049376874
  • https://openalex.org/W2056142982
  • https://openalex.org/W2056224009
  • https://openalex.org/W2057839080
  • https://openalex.org/W2062067897
  • https://openalex.org/W2071390215
  • https://openalex.org/W2073491191
  • https://openalex.org/W2090893051
  • https://openalex.org/W2092181925
  • https://openalex.org/W2098321747
  • https://openalex.org/W2099378833
  • https://openalex.org/W2109185045
  • https://openalex.org/W2113532497
  • https://openalex.org/W2117873191
  • https://openalex.org/W2118369825
  • https://openalex.org/W2118423404
  • https://openalex.org/W2121480478
  • https://openalex.org/W2121650316
  • https://openalex.org/W2122755078
  • https://openalex.org/W2124877471
  • https://openalex.org/W2131522965
  • https://openalex.org/W2132259935
  • https://openalex.org/W2133251568
  • https://openalex.org/W2152919338
  • https://openalex.org/W2153205607
  • https://openalex.org/W2159435221
  • https://openalex.org/W300846937