Populační historie virů způsobujících vzteklinu

Mgr. Jiří Moravec

Bachelor's thesis

Population history of viruses causing rabies

Abstract:

Viry s jedním negativním RNA vláknem patřící do rodiny Lyssavirus způsobují nebezpečné progresivní nervové onemocnění zvané vzteklina, na které zemře ročně kolem 55000 lidí, zejména v Asii a Africe. Díky intenzivnímu očkování se ve vyspělých zemích podařilo mnoho hostitelských populací zbavit vztekliny a tím i omezit lidské oběti. V současné době známe 12 genotypů viru vztekliny. Většina z nich je lokálního charakteru a napadají výhradně netopýry. RABV, tedy klasický virus vztekliny, je však rozšířený po celém světě a napadá široké spektrum savců, mezi nimi i člověka. V předchozích koalescenčních analýzách byl ukázán i jeho vliv v šíření RABV mezi kontinenty. V této práci jsem rekonstruoval fylogenetický strom virů vztekliny pomocí metody maximální věrohodnosti a následně zanalyzoval historické změny vybraných populací RABV pomocí bayesiánské koalescenční analýzy. Ve fylogenetickém stromu jsem dokázal identifikovat všech 12 genotypů virů vztekliny. Bayesiánská koalescenční analýza poukázala na možné zavlečení evropské linie RABV do Ameriky na počátku její kolonizace. Výsledky ukázaly také zvýšení evropské populace v šedesátých letech, což by potvrzovalo hypothézu o přizpůsobení RABV jiným hostitelům. Značně zvýšená dynamika americké a čínské populace v posledních letech poukazuje, spíše než na skutečné změny v populaci, na značný vliv intenzivního sekvencování, které tak mohlo odhalit více RABV linií.

Abstract:

Viruses with one negative-strand RNA belonging to genus Lyssavirus cause dangerous progressive nerve disease known as rabies, with approximately 55000 human deaths annually, mainly in Asia and Africa. Because of intensive vaccination, developed countries were able to eliminate rabies from most of its natural reservoirs and thus reduce human casualties. In present time we are aware of 12 genotypes of rabies virus. Some of them have local character and are prevalent only in bats populations. RABV, classic rabies virus, is wide-spread and can be carried by wide spectrum of mammals, including human. Previous coalescence analysis showed human influence on spreading RABV between continents. In this work I reconstructed phylogenetic tree of Lyssavirus genus using maximum likelihood method and modeled population history of selected populations of RABV virus in Bayesian coalescence analysis. In the phylogenetic tree, all 12 rabies virus genotypes were successfully identified. Furthermore, Bayesian coalescence analysis suggested possible introduction of European RABV into North America on the very beginning of its colonization. Results also showed increase of European RABV population in 1960s, which could be caused by adaptation of RABV to new hosts. Increased dynamics of North American and Chinese population in past years is probably caused by intensive sequencing and consequential discovery of new RABV lineages, rather than by real changes in its population.

Keywords

Lyssavirus, vzteklina, fylogenetický strom, bayesiánská koalescenční analýza, populační historie Lyssavirus, rabies, phylogenetic tree, Bayesian coalescence analysis, population history

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2011
• Supervisor: Mgr. Natália Martínková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Mathematical Biology