Published October 18, 2021
| Version v1
Publication
Open
Genetic Diversity of Bundibugyo Ebolavirus from Uganda and the Democratic Republic of Congo
Creators
- 1. Makerere University
- 2. Uganda Virus Research Institute
- 3. African Population and Health Research Center
Description
Abstract Background The Ebolavirus is one of the deadliest viral pathogens which was first discovered in the year 1976 during two consecutive outbreaks in the Democratic Republic of Congo and Sudan. Six known strains have been documented. The Bundibugyo Ebolavirus in particular first emerged in the year 2007 in Uganda. This outbreak was constituted with 116 human cases and 39 laboratory confirmed deaths. After 5 years, it re-emerged and caused an epidemic for the first time in the Democratic Republic of Congo in the year 2012 as reported by the WHO. Here, 36 human cases with 13 laboratory confirmed deaths were registered. Despite several research studies conducted in the past, there is still scarcity of knowledge available on the genetic diversity of Bundibugyo Ebolavirus . We undertook a research project to provide insights into the unique variants of Bundibugyo Ebolavirus that circulated in the two epidemics that occurred in Uganda and the Democratic Republic of Congo Materials and Methods The Bioinformatics approaches used were; Quality Control, Reference Mapping, Variant Calling, Annotation, Multiple Sequence Alignment and Phylogenetic analysis to identify genomic variants as well determine the genetic relatedness between the two epidemics. Overall, we used 41 viral sequences that were retrieved from the publicly available sequence database, which is the National Center for Biotechnology and Information Gen-bank database. Results Our analysis identified 14,362 unique genomic variants from the two epidemics. The Uganda isolates had 5,740 unique variants, 75 of which had high impacts on the genomes. These were 51 frameshift, 15 stop gained, 5 stop lost, 2 missense, 1 synonymous and 1 stop lost and splice region. Their effects mainly occurred within the L-gene region at reference positions 17705, 11952, 11930 and 11027. For the DRC genomes, 8,622 variant sites were identified. The variants had a modifier effect on the genome occurring at reference positions, 213, 266 and 439. Examples are C213T, A266G and C439T. Phylogenetic reconstruction identified two separate and unique clusters from the two epidemics. Conclusion Our analysis provided further insights into the genetic diversity of Bundibugyo Ebolavirus from the two epidemics. The Bundibugyo Ebolavirus strain was genetically diverse with multiple variants. Phylogenetic reconstruction identified two unique variants. This signified an independent spillover event from a natural reservoir, rather a continuation from the ancestral outbreak that initiated the resurgence in DRC in the year 2012. Therefore, the two epidemics were not genetically related.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة يعد فيروس إيبولا أحد أكثر مسببات الأمراض الفيروسية فتكًا والذي تم اكتشافه لأول مرة في عام 1976 خلال تفشيين متتاليين في جمهورية الكونغو الديمقراطية والسودان. تم توثيق ست سلالات معروفة. ظهر فيروس إيبولا بونديبوجيو على وجه الخصوص لأول مرة في عام 2007 في أوغندا. تم تشكيل هذا التفشي مع 116 حالة بشرية و 39 حالة وفاة مؤكدة مختبريًا. بعد 5 سنوات، عاودت الظهور وتسببت في وباء لأول مرة في جمهورية الكونغو الديمقراطية في عام 2012 كما أبلغت منظمة الصحة العالمية. هنا، تم تسجيل 36 حالة بشرية مع 13 حالة وفاة مؤكدة مختبريًا. على الرغم من العديد من الدراسات البحثية التي أجريت في الماضي، لا تزال هناك ندرة في المعرفة المتاحة حول التنوع الجيني لفيروس إيبولا بونديبوجيو. أجرينا مشروعًا بحثيًا لتقديم رؤى حول المتغيرات الفريدة لفيروس إيبولا بونديبوجيو الذي انتشر في الوباءين اللذين حدثا في أوغندا وجمهورية الكونغو الديمقراطية المواد والأساليب كانت مناهج المعلوماتية الحيوية المستخدمة ؛ مراقبة الجودة، ورسم الخرائط المرجعية، واستدعاء المتغيرات، والتعليق التوضيحي، ومحاذاة التسلسل المتعدد والتحليل الوراثي لتحديد المتغيرات الجينية وكذلك تحديد العلاقة الجينية بين الوباءين. بشكل عام، استخدمنا 41 تسلسلًا فيروسيًا تم استردادها من قاعدة بيانات التسلسل المتاحة للجمهور، وهي قاعدة بيانات المركز الوطني للتكنولوجيا الحيوية والمعلومات العامة. النتائج حدد تحليلنا 14362 متغيرًا جينوميًا فريدًا من الوباءين. كان لدى المناطق المعزولة في أوغندا 5740 نوعًا فريدًا، 75 منها كان لها تأثير كبير على الجينوم. كانت هذه 51 إزاحة إطار، 15 توقف مكتسب، 5 توقف مفقود، 2 خطأ، 1 مرادف و 1 توقف مفقود ومنطقة لصق. حدثت آثارها بشكل أساسي داخل منطقة الجين L في المواضع المرجعية 17705 و 11952 و 11930 و 11027. بالنسبة لجينومات جمهورية الكونغو الديمقراطية، تم تحديد 8622 موقعًا مختلفًا. كان للمتغيرات تأثير معدل على الجينوم الذي يحدث في المواضع المرجعية، 213 و 266 و 439. ومن الأمثلة على ذلك C213T و A266G و C439T. حددت إعادة بناء السلالات مجموعتين منفصلتين وفريدتين من الوباءين. خاتمة قدم تحليلنا مزيدًا من الأفكار حول التنوع الجيني لفيروس إيبولا بونديبوجيو من الوباءين. كانت سلالة فيروس إيبولا بونديبوجيو متنوعة وراثيًا مع متغيرات متعددة. حددت إعادة بناء النشوء والتطور متغيرين فريدين. وهذا يدل على حدث غير مباشر مستقل من خزان طبيعي، بل هو استمرار لتفشي الأسلاف الذي بدأ في العودة إلى جمهورية الكونغو الديمقراطية في عام 2012. لذلك، لم يكن الوباءان مرتبطين وراثيًا.Translated Description (French)
Résumé Contexte L'ébolavirus est l'un des agents pathogènes viraux les plus meurtriers qui ait été découvert pour la première fois en 1976 lors de deux épidémies consécutives en République démocratique du Congo et au Soudan. Six souches connues ont été documentées. L'ébolavirus Bundibugyo en particulier est apparu pour la première fois en 2007 en Ouganda. Cette flambée a été constituée avec 116 cas humains et 39 décès confirmés en laboratoire. Après 5 ans, il est réapparu et a provoqué une épidémie pour la première fois en République démocratique du Congo en 2012, comme indiqué par l'OMS. Ici, 36 cas humains avec 13 décès confirmés en laboratoire ont été enregistrés. Malgré plusieurs études de recherche menées dans le passé, les connaissances disponibles sur la diversité génétique de l'ébolavirus Bundibugyo sont encore rares. Nous avons entrepris un projet de recherche pour fournir des informations sur les variantes uniques de l'ébolavirus Bundibugyo qui ont circulé dans les deux épidémies qui se sont produites en Ouganda et en République démocratique du Congo. Matériels et méthodes Les approches bioinformatiques utilisées étaient le contrôle de la qualité, la cartographie des références, l'appel des variantes, l'annotation, l'alignement des séquences multiples et l'analyse phylogénétique pour identifier les variantes génomiques ainsi que déterminer la parenté génétique entre les deux épidémies. Dans l'ensemble, nous avons utilisé 41 séquences virales extraites de la base de données de séquences accessible au public, qui est la base de données du National Center for Biotechnology and Information Gen-bank. Résultats Notre analyse a identifié 14 362 variants génomiques uniques des deux épidémies. Les isolats d'Ouganda présentaient 5 740 variants uniques, dont 75 avaient des impacts élevés sur les génomes. Il s'agissait de 51 frameshift, 15 stop gagnés, 5 stop perdus, 2 missense, 1 synonyme et 1 stop perdus et région d'épissure. Leurs effets se sont produits principalement dans la région du gène L aux positions de référence 17705, 11952, 11930 et 11027. Pour les génomes de la RDC, 8 622 sites variants ont été identifiés. Les variants ont eu un effet modificateur sur le génome se produisant aux positions de référence, 213, 266 et 439. Exemples : C213T, A266G et C439T. La reconstruction phylogénétique a identifié deux grappes distinctes et uniques à partir des deux épidémies. Conclusion Notre analyse a fourni des informations supplémentaires sur la diversité génétique de l'ébolavirus Bundibugyo des deux épidémies. La souche de Bundibugyo Ebolavirus était génétiquement diversifiée avec de multiples variants. La reconstruction phylogénétique a identifié deux variantes uniques. Cela signifiait un événement de débordement indépendant d'un réservoir naturel, plutôt une continuation de l'épidémie ancestrale qui a déclenché la résurgence en RDC en 2012. Par conséquent, les deux épidémies n'étaient pas génétiquement liées.Translated Description (Spanish)
Antecedentes abstractos El virus del Ébola es uno de los patógenos virales más mortales que se descubrió por primera vez en el año 1976 durante dos brotes consecutivos en la República Democrática del Congo y Sudán. Se han documentado seis cepas conocidas. El Bundibugyo Ebolavirus en particular surgió por primera vez en el año 2007 en Uganda. Este brote se constituyó con 116 casos humanos y 39 muertes confirmadas por laboratorio. Después de 5 años, resurgió y causó una epidemia por primera vez en la República Democrática del Congo en el año 2012, según lo informado por la OMS. Aquí, se registraron 36 casos humanos con 13 muertes confirmadas por laboratorio. A pesar de varios estudios de investigación realizados en el pasado, todavía hay escasez de conocimientos disponibles sobre la diversidad genética del virus del Ébola de Bundibugyo . Emprendimos un proyecto de investigación para proporcionar información sobre las variantes únicas del Bundibugyo Ebolavirus que circularon en las dos epidemias que ocurrieron en Uganda y la República Democrática del Congo Materiales y Métodos Los enfoques bioinformáticos utilizados fueron; Control de Calidad, Mapeo de Referencia, Llamado de Variantes, Anotación, Alineación de Secuencias Múltiples y Análisis Filogenético para identificar variantes genómicas y determinar la relación genética entre las dos epidemias. En general, utilizamos 41 secuencias virales que se recuperaron de la base de datos de secuencias disponible públicamente, que es la base de datos del Banco de Genes del Centro Nacional de Biotecnología e Información. Resultados Nuestro análisis identificó 14.362 variantes genómicas únicas de las dos epidemias. Los aislados de Uganda tenían 5.740 variantes únicas, 75 de las cuales tuvieron un alto impacto en los genomas. Estos fueron 51 framehift, 15 stop ganados, 5 stop perdidos, 2 missense, 1 sinónimo y 1 stop perdido y región de empalme. Sus efectos se produjeron principalmente dentro de la región del gen L en las posiciones de referencia 17705, 11952, 11930 y 11027. Para los genomas de la RDC, se identificaron 8.622 sitios variantes. Las variantes tuvieron un efecto modificador en el genoma que ocurre en las posiciones de referencia, 213, 266 y 439. Los ejemplos son C213T, A266G y C439T. La reconstrucción filogenética identificó dos grupos separados y únicos de las dos epidemias. Conclusión Nuestro análisis proporcionó más información sobre la diversidad genética del virus del Ébola Bundibugyo de las dos epidemias. La cepa Bundibugyo Ebolavirus era genéticamente diversa con múltiples variantes. La reconstrucción filogenética identificó dos variantes únicas. Esto significó un evento de desbordamiento independiente de un reservorio natural, más bien una continuación del brote ancestral que inició el resurgimiento en la RDC en el año 2012. Por lo tanto, las dos epidemias no estaban genéticamente relacionadas.Files
2021.10.18.464898.full.pdf.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2be7efd56630e02efc2de67cc259eaca
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التنوع الجيني لفيروس إيبولا بونديبوجيو من أوغندا وجمهورية الكونغو الديمقراطية
- Translated title (French)
- Diversité génétique de l'ébolavirus Bundibugyo en Ouganda et en République démocratique du Congo
- Translated title (Spanish)
- Diversidad genética del virus del Ébola de Bundibugyo de Uganda y la República Democrática del Congo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3206463241
- DOI
- 10.1101/2021.10.18.464898
References
- https://openalex.org/W113427216
- https://openalex.org/W1774137918
- https://openalex.org/W1783641736
- https://openalex.org/W1914679563
- https://openalex.org/W1966729619
- https://openalex.org/W1966822396
- https://openalex.org/W1966999201
- https://openalex.org/W1980440482
- https://openalex.org/W1994012027
- https://openalex.org/W1998779090
- https://openalex.org/W2021793145
- https://openalex.org/W2024716114
- https://openalex.org/W2034937344
- https://openalex.org/W2040845373
- https://openalex.org/W2064444082
- https://openalex.org/W2089335658
- https://openalex.org/W2107164256
- https://openalex.org/W2107792909
- https://openalex.org/W2111647009
- https://openalex.org/W2112054009
- https://openalex.org/W2128517213
- https://openalex.org/W2129744420
- https://openalex.org/W2141990790
- https://openalex.org/W2144965415
- https://openalex.org/W2145933466
- https://openalex.org/W2158157679
- https://openalex.org/W2159332875
- https://openalex.org/W2165446840
- https://openalex.org/W2170964688
- https://openalex.org/W2192299398
- https://openalex.org/W2334375756
- https://openalex.org/W2402240453
- https://openalex.org/W2413909182
- https://openalex.org/W2432815617
- https://openalex.org/W2483685962
- https://openalex.org/W2515934800
- https://openalex.org/W2554344814
- https://openalex.org/W2770432019
- https://openalex.org/W2792845868
- https://openalex.org/W2806953728
- https://openalex.org/W2807456572
- https://openalex.org/W2883955797
- https://openalex.org/W2887679587
- https://openalex.org/W2888770709
- https://openalex.org/W2895837442
- https://openalex.org/W2917576966
- https://openalex.org/W2952858088
- https://openalex.org/W2978150415
- https://openalex.org/W2983324072
- https://openalex.org/W3016636971
- https://openalex.org/W3036135788
- https://openalex.org/W3083361742
- https://openalex.org/W3100978971
- https://openalex.org/W3119532583
- https://openalex.org/W3130955371
- https://openalex.org/W3135374557
- https://openalex.org/W3137791342
- https://openalex.org/W3155086243
- https://openalex.org/W3159008147
- https://openalex.org/W3159980626
- https://openalex.org/W3185793749
- https://openalex.org/W4233035577
- https://openalex.org/W4233176166
- https://openalex.org/W4233582454
- https://openalex.org/W4256333965