Implications of localized charge for human influenza A H1N1 hemagglutinin evolution: Insights from deep mutational scans
Notice bibliographique
Résumé
Seasonal influenza A viruses of humans evolve rapidly due to strong selection pressures from host immune responses, principally on the hemagglutinin (HA) viral surface protein. Based on mouse transmission experiments, a proposed mechanism for immune evasion consists of increased avidity to host cellular receptors, mediated by electrostatic charge interactions with negatively charged cell surfaces. In support of this, the HA charge of the globally circulating H3N2 has increased over time since its pandemic. However, the same trend was not seen in H1N1 HA sequences. This is counter-intuitive, since immune escape due to increased avidity (due itself to an increase in charge) was determined experimentally. Here, we explore whether patterns of local charge of H1N1 HA can explain this discrepancy and thus further associate electrostatic charge with immune escape and viral evolutionary dynamics. Measures of site-wise functional selection and expected charge computed from deep mutational scan data on an early H1N1 HA yield a striking division of residues into three groups, separated by charge. We then explored evolutionary dynamics of these groups from 1918 to 2008. In particular, one group increases in net charge over time and consists of sites that are evolving the fastest, that are closest to the receptor binding site (RBS), and that are exposed to solvent (i.e., on the surface). By contrast, another group decreases in net charge and consists of sites that are further away from the RBS and evolving slower, but also exposed to solvent. The last group consists of those sites in the HA core, with no change in net charge and that evolve very slowly. Thus, there is a group of residues that follows the same trend as seen for the entire H3N2 HA. It is possible that the H1N1 HA is under other biophysical constraints that result in compensatory decreases in charge elsewhere on the protein. Our results implicate localized charge in HA interactions with host cells, and highlight how deep mutational scan data can inform evolutionary hypotheses.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».