The neuraminidase (NA) and hemagglutinin (HA) of influenza A virus (IAV) are essential surface glycoproteins. In this study, the evolution of subtype N2 NA paired with H1 and H3 subtype HA in swine was evaluated to understand if genetic diversity of HA and NA were linked. Using time-scaled Bayesian phylodynamic analyses, the relationships of paired swine N2 with H1 or H3 from 2009 to 2018 were evaluated. These data demonstrated increased relative genetic diversity within the major N2 clades circulating in swine (N2.1998 between 2014-2017 and N2.2002 between 2010-2016). Relative genetic diversity of NA-HA pairs (e.g., N2.1998B/ H1.Delta1B) were correlated, suggesting intergene epistasis. Preferential pairing was observed among specific NA and HA genetic clades and this was associated with gene reassortment between cocirculating influenza A strains. Using the phylogenetic topology of inferred N2 trees, the expansion of genetic diversity in the NA gene was quantified and increases in diversity were observed subsequent to NA-HA reassortment events. The rate of evolution among NA-N2 clades and HA-H1 and HA-H3 clades were similar. The frequent regional movement of pigs and their influenza viruses is a possible explanation driving this pattern of drift, reassortment, and rapid evolution. Bayesian phylodynamic analyses demonstrated strong spatial patterns in N2 genetic diversity, and that frequent interstate movement of N2 clades homogenized diversity. The reassortment and evolution of NA and its influence on HA evolution may affect antigenic drift, impacting vaccine control programs and animal health.

中文翻译：

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N2神经氨酸酶与H1和H3血凝素基因之间的协调进化增加了猪中甲型流感病毒的遗传多样性

甲型流感病毒（IAV）的神经氨酸酶（NA）和血凝素（HA）是必需的表面糖蛋白。在这项研究中，评估了猪中N2 NA亚型与H1和H3 HA亚型配对的进化，以了解HA和NA的遗传多样性是否相关。使用时间标度的贝叶斯系统动力学分析，评估了2009年至2018年成对的猪N2与H1或H3的关系。这些数据表明，猪主要N2进化枝中的相对遗传多样性有所增加（在2014-2017年的N2.1998和2010-2016年的N2.2002）。NA-HA对的相对遗传多样性（例如N2.1998B / H1.Delta1B）相互关联，表明基因间上位。在特定的NA和HA基因进化枝之间观察到了优先配对，这与共同流行的甲型流感病毒株之间的基因重排有关。使用推断的N2树的系统发育拓扑，对NA基因中遗传多样性的扩展进行了量化，并在NA-HA重排事件后观察到多样性的增加。NA-N2进化枝与HA-H1和HA-H3进化枝之间的进化速率相似。猪及其流感病毒的频繁区域性移动可能是导致这种漂移，重排和快速进化模式的可能原因。贝叶斯系统动力学分析表明，N2遗传多样性具有很强的空间格局，而N2进化枝的频繁的州际移动使同质化的多样性。NA的重配和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。在NA-HA重排事件之后，定量分析了NA基因中遗传多样性的扩展，并观察到多样性的增加。NA-N2进化枝与HA-H1和HA-H3进化枝之间的进化速率相似。猪及其流感病毒的频繁区域性移动可能是导致这种漂移，重排和快速进化模式的可能原因。贝叶斯系统动力学分析表明，N2遗传多样性具有很强的空间格局，而N2进化枝的频繁的州际移动使同质化的多样性。NA的重配和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。在NA-HA重排事件之后，定量分析了NA基因中遗传多样性的扩展，并观察到多样性的增加。NA-N2进化枝与HA-H1和HA-H3进化枝之间的进化速率相似。猪及其流感病毒的频繁区域性移动可能是导致这种漂移，重排和快速进化模式的可能原因。贝叶斯系统动力学分析表明，N2遗传多样性具有很强的空间格局，而N2进化枝的频繁的州际移动使同质化的多样性。NA的重组和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。NA-N2进化枝与HA-H1和HA-H3进化枝之间的进化速率相似。猪及其流感病毒的频繁区域移动可能是导致这种漂移，重排和快速进化模式的可能原因。贝叶斯系统动力学分析表明，N2遗传多样性具有很强的空间格局，而N2进化枝的频繁的州际移动使同质化的多样性。NA的重配和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。NA-N2进化枝与HA-H1和HA-H3进化枝之间的进化速率相似。猪及其流感病毒的频繁区域移动可能是导致这种漂移，重排和快速进化模式的可能原因。贝叶斯系统动力学分析表明，N2遗传多样性具有很强的空间格局，而N2进化枝的频繁的州际移动使同质化的多样性。NA的重组和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。N2进化枝的频繁州际移动使同质化趋于均匀。NA的重配和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。N2进化枝的频繁州际移动使同质化趋于均匀。NA的重配和进化及其对HA进化的影响可能会影响抗原漂移，影响疫苗控制程序和动物健康。