Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гаммаретровирус
Вирус лейкемии кошек
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство :Рибовирия
Королевство:Парарнавиры
Тип:Artverviricota
Класс:Revtraviricetes
Заказ:Ортервиралес
Семья:Retroviridae
Подсемейство:Orthoretrovirinae
Род:Гаммаретровирус
Типовой вид
Вирус лейкемии мышей
Разновидность

Gammaretrovirus является родом в ретровирусах семье . Примерами видов являются вирус лейкемии мышей и вирус лейкемии кошек . Они вызывают различные саркомы, лейкемии и иммунную недостаточность у млекопитающих, рептилий и птиц. [1]

Введение [ править ]

Многие эндогенные ретровирусы , тесно связанные с экзогенными гаммаретровирусами, присутствуют в ДНК млекопитающих (включая человека), птиц, рептилий и земноводных. [2] Многие также разделяют консервативный структурный элемент РНК, называемый сигналом инкапсидации ядра . [3]

Вирусы птичьего ретикулоэндотелиоза не являются строго птичьими вирусами - похоже, что вирусы ретикулоэндотелиоза - это вирусы млекопитающих, которые были случайно введены птицам в 1930-х годах во время исследований малярии. [4]

В качестве потенциального вектора для генной терапии гаммаретровирусы имеют некоторые преимущества перед ВИЧ в качестве лентивирусного вектора . В частности, система упаковки гаммаретровируса не требует включения каких-либо последовательностей, перекрывающихся с кодирующими последовательностями gag, pol или дополнительных генов. [5]

Гаммаретровирусы имеют широкий спектр последствий для животных. Они были связаны с несколькими заболеваниями, включая рак, в частности с лейкемиями и лимфомами, различными неврологическими заболеваниями и некоторыми иммунодефицитами у многих различных видов. Гаммаретровирусы похожи на другие ретровирусы и осуществляют обратную транскрипцию положительной однонитевой РНК в двухцепочечную ДНК. Двухцепочечная ДНК очень стабильна и легко интегрируется в геном хозяина. Несколько примеров вируса - вирус лейкемии мышей Молони, ксенотропный вирус, связанный с MuLB, вирус лейкемии кошек и вирус саркомы кошек. [6] [7] [8]

Гаммаретровирусы - очень популярные ретровирусные векторы в лабораторных исследованиях. Эти векторы имеют решающее значение для генной терапии и переноса генов. Причина, по которой они так полезны, заключается в том, что их геномы очень просты и удобны в использовании. Ретровирусы обладают способностью очень хорошо встраиваться в геномы клетки-хозяина, что обеспечивает долгосрочную экспрессию их генома. Одним из специфических гаммаретровирусов, который обычно используется в качестве ретровирусного вектора, является вирус мышиного лейкоза Молони. [7] [9]

В лабораториях было обнаружено, что специфический гаммаретровирус, называемый вирусом ксенотропного мышиного лейкоза (XMRV), заражает ткань рака простаты. XMRV - рекомбинантный вирус, созданный в результате лабораторной аварии в середине 1990-х годов. Хотя он может инфицировать ткани человека, ни одно известное заболевание не связано с инфекцией [10] [11] [12], и маловероятно, что оно существует вне лабораторий. [13] Предполагаемое открытие XMRV в клетках крови пациентов с синдромом хронической усталости в 2009 году вызвало разногласия и, в конечном итоге, отказ от него. [13] [14]Было заявлено, что более 50 линий раковых клеток человека связаны с вирусом мышиного лейкоза или вирусом мышиного лейкоза. Также были заявлены открытия мышиных гаммеретровирусов в клеточных линиях рака легких. Хотя было неясно, какую роль эти вирусы играют в развитии рака, считалось, что они наиболее распространены на стадии развития рака, подавляя гены, подавляющие опухоль. [8]

Классификация вирусов [ править ]

Гаммаретровирус является частью ретровирусов.семья. Гаммаретровирусы считаются зоонозными вирусами, потому что они обнаружены у многих различных видов млекопитающих, таких как мыши, кошки, свиньи, приматы, коровы и птицы. Однако летучие мыши являются основным резервуаром многих гаммаретровирусов. Летучие мыши могут иметь длительное воздействие различных патогенных микроорганизмов, не проявляя какие-либо предупреждающие знаки, что приводит к обсуждаемому убеждению, что летучие мыши имеют возможность выработать иммунитет к вирусам, которые могут нанести вред другим видам. Таким образом, летучие мыши могут быть носителями не только одного, но и нескольких типов гаммаретровирусов. Это утверждение подтверждается методом секвенирования транскриптомного профиля и полимеразной цепной реакцией. Исследователи также изучили несколько различных типов видов летучих мышей, чтобы подтвердить утверждение о том, что летучие мыши являются основным резервуаром гаммаретровирусов. Гаммаретровирусы могут распространяться горизонтально,животное к животному или вертикально от родителя к потомству.[15]

Еще один резервуар гаммаретровируса был обнаружен в геноме афалины . Этот гаммаретровирус под названием Tursiops усекает эндогенный ретровирус, который, как полагали, произошел от существующих эндогенных гаммаретровирусов млекопитающих. Tursiops усекает эндогенный ретровирус. Первоначальное вторжение датируется примерно 10–19 миллионами лет назад и было идентифицировано в эндогенном гаммаретровирусе косаток, который вторгся более 3 миллионов лет назад. В 2009 году еще один эндогенный гаммаретровирус был обнаружен в одном из видов косаток, а также в девяти других геномах китообразных. Таким образом, геномы гаммаретровирусов присутствуют как у водных, так и у наземных видов млекопитающих. [16]

Структура [ править ]

Схематическое изображение: незрелые и зрелые вирионы из Gammaretrovirus [6]

Гаммаретровирус - это сферический вирион с оболочкой диаметром 80–100 нм. Он содержит нуклеокапсид, обратную транскриптазу, интегразу, капсид, протеазу, оболочку и поверхностные единицы. Нуклеокапсид - это сборка белка нуклеиновой кислоты внутри вирусной частицы, это субструктура вириона. Обратная транскриптаза - это фермент, ответственный за преобразование РНК в ДНК во время цикла репликации вириона. Integrase работает с обратной транскриптазой для преобразования РНК в ДНК. Капсид - это белковая оболочка, которая окружает геном вирусной частицы, его основные функции заключаются в защите и доставке генома к клетке-хозяину. Вирусная оболочка - это мембрана, которая окружает вирусный капсид, это липидный бислой, полученный из клетки-хозяина. [6] [17]

Геном [ править ]

Карта генома гаммаретровируса [6]
Изображение гаммаретровируса XMRV

Геном гаммаретровируса представляет собой геном с одноцепочечной РНК (+) размером примерно 8,3 т.п.н. Он имеет 5-футовый колпачок с 3-дюймовым поли-A-хвостом и содержит две длинные концевые области повторителя на концах 5 и 3. Эти длинные концевые повторяющиеся области имеют области U5, R и U3, а также полипуриновый тракт на 3'-конце и сайт связывания праймера на 5'-конце. Типичный gammretrovirus геном содержит ген рвотного , ген Pol , и ген ENV . [6]

Цикл репликации [ править ]

Гаммаретровирус будет действовать как паразит, используя клеточные факторы хозяина для доставки генома в ядро ​​клетки-хозяина, где они будут использовать механизмы клетки для репликации вирусного генома и продолжения распространения по организму хозяина. Поскольку это одноцепочечная РНК (+) с промежуточным геномом ДНК, она способна копировать свой геном вирусной РНК непосредственно в мРНК. Вопреки центральной догме биологии, он также обратно транскрибирует свой геном РНК в ДНК. [17]

Вирион присоединяет рецепторы клетки-хозяина через гликопротеин SU , затем гликопротеин TM помогает слиться с клеточной мембраной. Затем вирус начнет снимать оболочку, и линейная двухцепочечная молекула ДНК образуется из генома одноцепочечной РНК (+) посредством обратной транскрипции. Фермент, ответственный за обратную транскрипцию, - это обратная транскриптаза . Ядерная мембрана хозяина разбирается во время митоза, и двухцепочечная ДНК вируса может проникать в ядро ​​хозяина. Затем вирусная двухцепочечная ДНК интегрируется в геном клетки-хозяина с помощью вирусной интегразы - фермента, который позволяет интегрировать вирусную ДНК в ДНК хозяина. Вирус теперь упоминается как провирус., что означает, что ДНК гаммаретровируса интегрировалась в геном клетки-хозяина и теперь является матрицей для образования вирусной мРНК и геномной РНК. Двухцепочечная ДНК транскрибируется Pol II и будет производить как сплайсированные, так и несплайсированные нити РНК, эти сплайсированные нити РНК покидают ядро ​​клетки-хозяина. Несплицированная трансляция вирусной РНК дает полипротеины env, gag и gag-pol. Env становится предшественником полипептида и расщепляется, образуя поверхность, связывающую рецептор. Затем вирион собирается в мембране клетки-хозяина, и геном вирусной РНК упаковывается. Вирионы отпочковываются от плазматической мембраны и попадают в хозяина. После высвобождения вирионов из клеток-хозяев процесс повторяется на следующей клетке, на которую попадает активная вирусная частица. [6] [17]

Сопутствующие заболевания и вспышки [ править ]

Вспышки гаммаретровируса обычны у коал. Фактически, они были связаны с синдромом иммунодефицита коала (KIDS), который похож на синдром иммунодефицита человека. Синдром иммунодефицита коалы влияет на иммунную систему различных популяций коал, делая их более склонными к заражению болезнями или диагностированию рака. Подобно ВИЧ, синдром иммунодефицита коалы может передаваться потомству, а также передаваться другим коалам или видам на животных. Вирус распространен среди содержащихся в неволе коал. Фактически, в популяции содержащихся в неволе коал в Квинсленде 80% смертей связаны с гаммаретровирусами. Эта колония находится в состоянии повышенной готовности к тому, что их популяции коал могут исчезнуть в ближайшем будущем, исследователи опасаются, что в Квинсленде может разразиться эпидемия. [18][19]

Ограничение хоста [ править ]

Были открыты и предоставлены вакцины против различных гаммаретровирусов. В Намибии проживает самая большая популяция диких гепардов в мире, что делает ее жизненно важной популяцией для понимания биологии и естественного поведения этого вида. В июне 2002 года исследователи начали тестировать животных на наличие вируса лейкемии кошек, поскольку возникла обеспокоенность по поводу того, что вирусная инфекция может вызвать серьезные проблемы со здоровьем среди гепардов Намибии. В ходе этого тестирования были собраны антитела для разработки вакцины против вируса лейкемии кошек. Эта вакцина оказалась успешной для намибийских гепардов, так как у 86% вакцинированных гепардов были получены положительные результаты на антитела к вирусу лейкемии кошек. При таком высоком проценте вакцинации гепарды находятся в таком состоянии, где 's более чем достаточное количество вакцинированного населения для предотвращения вспышки гаммаретровиуса, такого как вирус лейкемии кошек.[20]

Наряду с вакцинацией, ограничение хозяина гаммаретровирусов и других типов ретровирусов распространено среди животных. У многих хозяев есть ген, который блокирует цикл репликации ретровирусов, включая гаммаретровирус. Этот ген был открыт с использованием невирулентного белка вируса мышиного лейкоза. Этот белок блокирует репликацию некоторых штаммов вируса лейкемии мышей после обратной транскрипции. Ограничение вируса зависит от взаимодействия белка и вторгающегося вируса.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Мерфи, Фредерик А .; Gibbs, E .; Хорзинек, Мариан; Студдерт, Майкл (1999). Ветеринарная вирусология (3-е изд.). Сан-Диего: Academic Press. п. 364. ISBN 9780080552033.
  2. ^ Ху, L (июнь 2006). «Экспрессия человеческих эндогенных гаммаретровирусных последовательностей при эндометриозе и раке яичников». AIDS Res Hum Retroviruses . 22 (6): 551–7. DOI : 10,1089 / aid.2006.22.551 . PMID 16796530 . 
  3. ^ Д'Суз В, Деях А, D Хабиба, Саммерс МФА (2004). «ЯМР-структура сигнала инкапсидации ядра из 101 нуклеотида вируса мышиного лейкоза Молони». Журнал молекулярной биологии . 337 (2): 427–42. DOI : 10.1016 / j.jmb.2004.01.037 . PMID 15003457 . 
  4. ^ Niewiadomska, AM; Гиффорд, RJ (2013). «Необычайная эволюционная история вирусов ретикулоэндотелиоза» . PLOS Биология . 11 (8): e1001642. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1001642 . PMC 3754887 . PMID 24013706 .  
  5. ^ Maetzig Т, галла М, Baum С, Шамбы А (2011). «Гаммаретровирусные векторы: биология, технология и применение» . Вирусы . 3 (6): 677–713. DOI : 10,3390 / v3060677 . PMC 3185771 . PMID 21994751 .  
  6. ^ a b c d e f "Гаммаретровирус" . viralzone.expasy.org . SIB Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 27 февраля 2021 года .
  7. ^ a b Maetzig, T .; Галла, М .; Baum, C .; Шамбах А. (2011). «Гаммаретровирусные векторы: биология, технология и применение» . Вирусы . 3 (12): 617–623. DOI : 10,3390 / v3060677 . PMC 3185771 . PMID 21994751 .  
  8. ^ a b Baig, FA; Мирза, Т .; Хамид, А .; и другие. (Сентябрь 2017 г.). «Протоковый вариант аденокарциномы простаты содержит инфекцию, связанную с вирусом ксенотропного мышиного лейкоза (XMRV): новое открытие в подтипе рака простаты» . Турецкий журнал урологии . 43 (3): 268–272. DOI : 10.5152 / tud.2017.85451 . PMC 5562243 . PMID 28861296 .  
  9. ^ Barquinero, J .; Eixarch, H .; Перес-Мельгоса, М. (октябрь 2004 г.). «Ретровирусные векторы: новые приложения для старого инструмента» . Генная терапия . 11 (дополн. 1): S3 – S9. DOI : 10.1038 / sj.gt.3302363 . PMID 15454951 . 
  10. ^ «Происхождение XMRV расшифровано, что опровергает заявления о его роли в развитии заболеваний человека» , Национальный институт рака , 31 мая 2011 г. , извлечено 16 ноября 2015 г.
  11. ^ «Винай К. Патак из NCI о« Обнаружении »связи ретровируса с заболеванием» , Science Watch , Fast Breaking Papers, 2012 г. , получено 16 ноября 2015 г.
  12. ^ Папротка, Тобиас; Дельвикс-Франкенберри, Криста А .; Cingöz, Oya; и другие. (1 июля 2011 г.). «Рекомбинантное происхождение ретровируса XMRV» . Наука . 333 (6038): 97–101. Bibcode : 2011Sci ... 333 ... 97P . DOI : 10.1126 / science.1205292 . ISSN 0036-8075 . PMC 3278917 . PMID 21628392 .    через вход в систему EBSCO
  13. ^ a b Ариас, Марибель; Фан, Хунг (9 апреля 2014 г.). «Сага о XMRV: вирусе, который поражает клетки человека, но не является человеческим вирусом» . Новые микробы и инфекции . 3 (4): e. DOI : 10.1038 / emi.2014.25 . PMC 4008767 . PMID 26038516 .  
  14. ↑ Альбертс, Брюс (23 декабря 2011 г.). «Отзыв» . Наука . 334 (6063): 1636. Bibcode : 2011Sci ... 334.1636A . DOI : 10.1126 / science.334.6063.1636-а . PMID 22194552 . 
  15. ^ Цуй, Дж .; Tachedjian, M .; Wang, L .; и другие. (2012). «Открытие ретровирусных гомологов у летучих мышей: последствия для происхождения гаммаретровирусов млекопитающих» . Журнал вирусологии . 86 (8): 4288–4293. DOI : 10,1128 / JVI.06624-11 . PMC 3318619 . PMID 22318134 .  
  16. ^ Ван, L .; Инь, Q .; Он, G .; Росситер, SJ; Холмс, ЕС; Цуй, Дж. (2013). «Древнее нашествие вымершего гаммаретровируса у китообразных» . Вирусология . 441 (1): 66–69. DOI : 10.1016 / j.virol.2013.03.006 . PMID 23545142 . 
  17. ^ a b c Флинт, SJ; Энквист, LW; Раканиелло, ВР; Ралл, GF; Скалка AM (2015). Принципы вирусологии (4-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. стр. xxx . Проверено 7 ноября 2017 года .
  18. ^ Tarlinton, RE (2012). «Эндогенизация ретровируса коалы в действии». В Витцани, Г. (ред.). Вирусы: важные агенты жизни . Дордрехт, Германия: Springer. С. 283–291. DOI : 10.1007 / 978-94-007-4899-6_14 . ISBN 978-94-007-4898-9.
  19. ^ Стой, JP (2006). «Ретровирус коалы: вторжение в геном в реальном времени» . Геномная биология . 7 (11): 241. DOI : 10,1186 / GB-2006-7-11-241 . PMC 1794577 . PMID 17118218 .  
  20. ^ Кренгель, А .; Cattori, V .; Meli, M .; и другие. (2015). "Гаммаретровирус-специфические антитела у находящихся в свободном выгуле и содержащихся в неволе намибийских гепардов" . Клиническая и вакцинная иммунология . 22 (6): 611–617. DOI : 10,1128 / cvi.00705-14 . PMC 4446404 . PMID 25809630 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Вирусная зона : гаммаретровирус