Гаммаретровирус
Род вирусов
Гаммаретровирус
Вирус лейкемии кошек
Классификация вирусов Редактировать эту классификацию
(без рейтинга):Вирус
Область :Рибовирус
Королевство:Параннавиры
Тип:Artverviricota
Сорт:Ревтравирицеты
Заказ:Ortervirales
Семья:Ретровирусы
Подсемейство:Орторетровирусы
Род:Гаммаретровирус
Разновидность

Gammaretrovirus — род семейства Retroviridae . Примерами видов являются вирус лейкемии мышей и вирус лейкемии кошек . Они вызывают различные саркомы, лейкемии и иммунодефициты у млекопитающих, рептилий и птиц. [1]

Введение

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

Вирусы ретикулоэндотелиоза птиц не являются строго птичьими вирусами — по-видимому, вирусы ретикулоэндотелиоза являются вирусами млекопитающих, которые были случайно занесены в птиц в 1930-х годах во время исследований малярии. [4]

Как потенциальный вектор для генной терапии , гаммаретровирусы имеют некоторые преимущества перед ВИЧ как лентивирусным вектором . В частности, система упаковки гаммаретровирусов не требует включения каких-либо последовательностей, перекрывающихся с кодирующими последовательностями генов gag, pol или аксессуаров. [5]

Гаммаретровирусы имеют широкий спектр последствий для животных. Они были связаны с несколькими заболеваниями, включая рак, в частности лейкемии и лимфомы, различными неврологическими заболеваниями и некоторыми иммунодефицитами у многих различных видов. Гаммаретровирусы похожи на другие ретровирусы и осуществляют обратную транскрипцию положительной одноцепочечной 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 являются очень популярными ретровирусными векторами 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 интегрироваться в геномы клеток-хозяев, что обеспечивает долгосрочную экспрессию их генома. Одним из специфических гаммаретровирусов, который обычно используется в качестве ретровирусного вектора, является вирус лейкемии мышей Молони. [7] [9]

Было обнаружено, что специфический гаммаретровирус, называемый ксенотропным вирусом, связанным с вирусом лейкемии мышей (XMRV), инфицирует ткань рака простаты в лабораториях. XMRV — это рекомбинантный вирус, обнаруженный случайно в результате рекомбинации между двумя эндогенными ретровирусами мышей исследователями рака простаты в середине 1990-х годов. Хотя он может инфицировать ткани человека, ни одно известное заболевание не связано с этой инфекцией [10] [11] [12] , и маловероятно, что он существует за пределами лабораторий. [13] Предполагаемое открытие XMRV в клетках крови пациентов с синдромом хронической усталости в 2009 году вызвало споры и в конечном итоге опровержение. [13] [14] Было более 50 линий клеток рака человека, которые, как утверждалось, были связаны с вирусом, связанным с вирусом лейкемии мышей, или вирусом лейкемии мышей. Также были заявлены открытия гаммаретровирусов мышей в линиях клеток рака легких. Хотя было неясно, какую роль эти вирусы играют в развитии рака, считалось, что они наиболее распространены на стадии развития опухоли, ингибируя гены, подавляющие опухоль. [8]

Классификация вирусов

Гаммаретровирус является частью семейства ретровирусов . Гаммаретровирусы считаются зоонозными вирусами, поскольку они встречаются у многих различных видов млекопитающих, таких как мыши, кошки, свиньи, приматы, коровы и птицы. Однако летучие мыши являются основным резервуаром для многих гаммаретровирусов. Летучие мыши могут подвергаться длительному воздействию различных патогенов без проявления каких-либо предупреждающих признаков, что приводит к спорному мнению о том, что летучие мыши обладают способностью вырабатывать 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 профилирования и полимеразной цепной реакцией. Исследователи также изучили несколько различных видов летучих мышей, чтобы подтвердить утверждение о том, что летучие мыши являются основным резервуаром гаммаретровирусов. Гаммаретровирусы могут распространяться горизонтально, от животного к животному, или вертикально от родителя к потомству. [15]

Другой резервуар гаммаретровируса был обнаружен в геноме дельфина-афалина . Этот гаммаретровирус, называемый Tursiops truncates эндогенный ретровирус, как считалось, произошел от существующих эндогенных гаммаретровирусов млекопитающих. Первоначальное вторжение Tursiops truncates эндогенного ретровируса датируется примерно 10–19 миллионов лет назад и было идентифицировано в эндогенном гаммаретровирусе косатки, который вторгся более 3 миллионов лет назад. В 2009 году еще один эндогенный гаммаретровирус был обнаружен у вида косатки, а также в девяти других геномах китообразных. Таким образом, геномы гаммаретровируса присутствуют как у водных, так и у наземных видов млекопитающих. [16]

Структура

Схематическое изображение : незрелый и зрелый вирион гаммаретровируса [6]

Гаммаретровирус — сферический, покрытый оболочкой вирион диаметром от 80 до 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, отвечающий за преобразование РНК в ДНК во время цикла репликации вириона. Интеграза работает с обратной транскриптазой для преобразования РНК в ДНК. Капсид — это белковая оболочка, которая окружает геном вирусной частицы, ее основные функции — защита и доставка генома в клетку-хозяина. Вирусная оболочка — это мембрана, которая окружает вирусный капсид, это липидный бислой, полученный из клетки-хозяина. [6] [17]

Геном

Карта генома гаммаретровируса [6]
Изображение гаммаретровируса XMRV

Геном гаммаретровируса представляет собой одноцепочечный РНК (+) геном размером приблизительно 8,3 кб. Он имеет 5' кэп с 3' поли-А хвостом и содержит две длинные концевые области повторения на обоих концах 5' и 3'. Эти длинные концевые области повторения имеют области U5, R и U3, а также полипуриновый тракт на 3' конце и сайт связывания праймера на 5' конце. Типичный геном гаммаретровируса содержит ген gag , ген pol и ген env . [6]

Цикл репликации

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

Вирион прикрепляется к рецепторам клетки-хозяина через гликопротеин SU, затем гликопротеин TM помогает в слиянии с клеточной мембраной. Затем вирус начнет снимать оболочку, и из одноцепочечной РНК(+) генома посредством обратной транскрипции образуется линейная двухцепочечная молекула ДНК. Фермент, отвечающий за обратную транскрипцию, — обратная транскриптаза . Ядерная мембрана хозяина разбирается во время митоза, и вирусная двухцепочечная ДНК может проникнуть в ядро ​​хозяина. Затем вирусная двухцепочечная ДНК интегрируется в геном клетки-хозяина через вирусную интегразу, фермент, который обеспечивает интеграцию вирусной ДНК в ДНК хозяина. Теперь вирус называют провирусом , 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 покинут ядро ​​клетки-хозяина. Несплайсированная вирусная РНК-трансляция производит полипротеины env, gag и gag-pol. Env становится предшественником полипептида и будет расщепляться, чтобы произвести поверхность связывания рецептора. Затем вирион собирается в мембране клетки-хозяина, и геном вирусной РНК упаковывается. Вирионы отпочковываются от плазматической мембраны и высвобождаются в хозяина. После того, как вирионы высвобождаются из клеток-хозяев, процесс повторяется в следующей клетке, через которую проходит активная вирусная частица. [6] [17]

Сопутствующие заболевания и вспышки

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

Ограничение хоста

Были обнаружены и предоставлены вакцины от различных гаммаретровирусов. В Намибии обитает самая большая популяция диких гепардов в мире, что делает ее жизненно важной для понимания биологии и естественного поведения этого вида. В июне 2002 года исследователи начали тестировать животных на наличие вируса лейкемии кошек, поскольку возникли опасения, что вирусная инфекция может вызвать серьезную проблему со здоровьем у популяции гепардов в Намибии. В ходе этого тестирования были собраны антитела для разработки вакцины против вируса лейкемии кошек. Эта вакцина оказалась успешной для намибийских гепардов, поскольку 86% вакцинированных гепардов дали положительный результат на антитела к вирусу лейкемии кошек. При таком высоком проценте вакцинации гепарды находятся в состоянии, когда вакцинированной популяции более чем достаточно, чтобы предотвратить вспышку гаммаретровируса, 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 обнаружен с использованием невирулентного белка вируса лейкемии мышей. Этот белок блокирует репликацию некоторых штаммов вируса лейкемии мышей после обратной транскрипции. Ограничение вируса зависит от взаимодействия белка и вторгающегося вируса. [ необходима цитата ]

Ссылки

  1. ^ Мерфи, Фредерик А.; Гиббс, Э.; Хорзинек, Мариан; Стаддерт, Майкл (1999). Ветеринарная вирусология (3-е изд.). Сан-Диего: Academic Press. стр. 364. ISBN 9780080552033.
  2. ^ Ху, Л (июнь 2006 г.). «Экспрессия последовательностей эндогенных гаммаретровирусов человека при эндометриозе и раке яичников». AIDS Res Hum Retroviruses . 22 (6): 551–7. doi :10.1089/aid.2006.22.551. PMID  16796530.
  3. ^ D'Souza V, Dey A, Habib D, Summers MF (2004). «ЯМР-структура сигнала инкапсидации ядра 101-нуклеотида вируса лейкемии мышей Молони». Журнал молекулярной биологии . 337 (2): 427–42. doi :10.1016/j.jmb.2004.01.037. PMID  15003457.
  4. ^ Niewiadomska, AM; Gifford, RJ (2013). «Необычайная эволюционная история вирусов ретикулоэндотелиоза». PLOS Biology . 11 (8): e1001642. doi : 10.1371/journal.pbio.1001642 . PMC 3754887. PMID  24013706 . 
  5. ^ Maetzig T, Galla M, Baum C, Schambach A (2011). «Гаммаретровирусные векторы: биология, технология и применение». Вирусы . 3 (6): 677–713. doi : 10.3390/v3060677 . PMC 3185771. PMID  21994751 . 
  6. ^ abcdef «Гаммаретровирус». www.viralzone.expasy.org . SIB Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 27 февраля 2021 г.
  7. ^ ab Maetzig, T.; Galla, M.; Baum, C.; Schambach, A. (2011). «Гаммаретровирусные векторы: биология, технология и применение». Вирусы . 3 (12): 617–623. doi : 10.3390/v3060677 . PMC 3185771. PMID  21994751 . 
  8. ^ ab Baig, FA; Mirza, T.; Hamid, A.; et al. (сентябрь 2017 г.). «Протоковый вариант аденокарциномы простаты содержит инфекцию ксенотропного вируса мышиного лейкоза (XMRV): новое открытие при подтипе рака простаты». Turkish Journal of Urology . 43 (3): 268–272. doi :10.5152/tud.2017.85451. PMC 5562243 . PMID  28861296. 
  9. ^ Баркинеро, Дж.; Эйксарх, Х.; Перес-Мельгоса, М. (октябрь 2004 г.). «Ретровирусные векторы: новые применения старого инструмента». Генная терапия . 11 (доп. 1): S3–S9. дои : 10.1038/sj.gt.3302363. ПМИД  15454951.
  10. ^ «Происхождение XMRV расшифровано, подрывая утверждения о его роли в болезнях человека», Национальный институт рака , 31 мая 2011 г., архивировано из оригинала 17 ноября 2015 г. , извлечено 16 ноября 2015 г.
  11. ^ "Винай К. Патхак из NCI о "открытии" связи ретровирусов и заболеваний", Science Watch , Fast Breaking Papers, 2012 , получено 16 ноября 2015 г.
  12. ^ Paprotka, Tobias; Delviks-Frankenberry, Krista A.; Cingöz, Oya; et al. (1 июля 2011 г.). «Рекомбинантное происхождение ретровируса XMRV». Science . 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. ^ ab Ариас, Марибель; Фань, Хунг (9 апреля 2014 г.). «Сага о XMRV: вирусе, который заражает клетки человека, но не является человеческим вирусом». Emerging Microbes & Infections . 3 (4): e. doi :10.1038/emi.2014.25. PMC 4008767 . PMID  26038516. 
  14. ^ Альбертс, Брюс (23 декабря 2011 г.). «Retraction». Science . 334 (6063): 1636. Bibcode :2011Sci...334.1636A. doi : 10.1126/science.334.6063.1636-a . PMID  22194552.
  15. ^ Куи, Дж.; Тачеджян, М.; Ван, Л.; и др. (2012). «Открытие гомологов ретровирусов у летучих мышей: значение для происхождения гаммаретровирусов млекопитающих». Журнал вирусологии . 86 (8): 4288–4293. дои : 10.1128/JVI.06624-11. ПМЦ 3318619 . ПМИД  22318134. 
  16. ^ Ван, Л.; Инь, К.; Хе, Г.; Росситер, С.Дж.; Холмс, Э.К.; Куй, Дж. (2013). «Древнее вторжение вымершего гаммаретровируса в китообразных». Вирусология . 441 (1): 66–69. doi :10.1016/j.virol.2013.03.006. PMID  23545142.
  17. ^ abc Flint, SJ; Enquist, LW; Racaniello, VR; Rall, GF; Skalka, AM (2015). Principles of Virology (4-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. стр. xxx . Получено 7 ноября 2017 г. .
  18. ^ Tarlinton, RE (2012). «Эндогенизация ретровируса коалы в действии». В Witzany, G. (ред.). Вирусы: основные агенты жизни . Дордрехт, Германия: Springer. стр. 283–291. doi :10.1007/978-94-007-4899-6_14. ISBN 978-94-007-4898-9.
  19. ^ Стоуе, Дж. П. (2006). «Ретровирус коалы: вторжение в геном в реальном времени». Genome Biology . 7 (11): 241. doi : 10.1186/gb-2006-7-11-241 . PMC 1794577. PMID  17118218 . 
  20. ^ Кренгель, А.; Каттори, В.; Мели, М.; и др. (2015). «Специфические антитела к гаммаретровирусу у намибийских гепардов, находящихся на свободном выгуле и в неволе». Клиническая и вакциноиммунология . 22 (6): 611–617. doi : 10.1128/cvi.00705-14. ПМЦ 4446404 . ПМИД  25809630. 
Wikispecies содержит информацию, связанную с Orthoretrovirinae .
  • Вирусная зона: Гаммаретровирус
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Гаммаретровирус&oldid=1246228547"