Лентивирус -Lentivirus

Лентивирус
Классификация вирусов е
(без рейтинга): Вирус
Царство : Рибовирия
Королевство: Парарнавиры
Тип: Artverviricota
Класс: Revtraviricetes
Порядок: Ортервиралес
Семья: Retroviridae
Подсемейство: Orthoretrovirinae
Род: Лентивирус
Разновидность

Лентивирус является родом из ретровирусов , которые вызывают хронические и смертельные заболеванияхарактеризующиеся длинными инкубационные периоды , у человека и других видов млекопитающих. Род включает вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД . Лентивирусы распространены по всему миру и, как известно, обитают у обезьян, коров , коз, лошадей, кошек и овец, а также у некоторых других млекопитающих.

Лентивирусов может интегрировать значительное количество вирусной комплементарной ДНК в ДНК в клетке - хозяине , и может эффективно заразить неделящиеся клетки, таким образом , они являются одним из наиболее эффективных способов доставки генов . Они могут стать эндогенными , интегрируя свой геном в геном зародышевой линии хозяина , так что отныне вирус наследуется потомками хозяина.

Классификация

Распознаются пять серогрупп лентивирусов, отражающих позвоночных-хозяев, с которыми они связаны (приматы, овцы и козы, лошади, домашние кошки и крупный рогатый скот). В приматы лентивирусов отличаются использованием CD4 белка в качестве рецептора и отсутствие dUTPase . Некоторые группы имеют перекрестно-реактивные gag- антигены (например, лентивирусы овец , коз и кошек ). Антитела к антигенам gag у львов и других крупных животных из семейства кошачьих указывают на существование еще одного еще не идентифицированного вируса, связанного с лентивирусом кошек и лентивирусами овец / коз.

Морфология

В вирионах окружены, слегка плеоморфные , сферический и измерить 80-100 нм в диаметре. Выступы оболочки делают поверхность шероховатой, или крошечные шипы (около 8 нм) могут быть равномерно распределены по поверхности. В нуклеокапсидах (ядра) изометричны. В нуклеоидах являются концентрическими и палочковидными, или в форме усеченного конуса.

Организация и репликация генома

Как и все ретровирусы, лентивирусы имеют гены gag , pol и env , кодирующие вирусные белки в следующем порядке: 5´- gag - pol - env -3´. Однако, в отличие от других ретровирусов, лентивирусы имеют два регуляторных гена , tat и rev . Они также могут иметь дополнительные вспомогательные гены в зависимости от вируса (например, для ВИЧ-1: vif , vpr , vpu , nef ), продукты которых участвуют в регуляции синтеза и обработки вирусной РНК и других репликативных функциях. Концевой повтор Длинный (LTR) , составляет около 600 нтов длиной, из которых область U3 , составляет 450, последовательность 100 R и U5 области около 70 нуклеотидов длиной.

Ретровирусы несут в своих капсидах специфические белки, которые обычно связаны с геномом РНК. Эти белки обычно участвуют в ранних стадиях репликации генома и включают обратную транскриптазу и интегразу . Обратная транскриптаза представляет собой кодируемую вирусом РНК-зависимую ДНК-полимеразу. Фермент использует геном вирусной РНК в качестве матрицы для синтеза комплементарной копии ДНК. Обратная транскриптаза также обладает активностью РНКазыH в отношении разрушения РНК-матрицы. Интеграза связывает как вирусную кДНК, генерируемую обратной транскриптазой, так и ДНК хозяина. Интеграция обрабатывает LTR перед вставкой вирусного генома в ДНК хозяина. Tat действует как трансактиватор во время транскрипции, усиливая инициацию и удлинение. Реагирующий на Rev элемент действует посттранскрипционно, регулируя сплайсинг мРНК и транспорт в цитоплазму.

Протеом

Дополнительная информация: Структура и геном ВИЧ § Организация генома

Протеом лентивируса состоит из пяти основных структурных белков и 3-4 неструктурных белков (3 у лентивирусов приматов).

Структурные белки, перечисленные по размеру:

  1. Gp120 поверхностный белок оболочки SU, кодируемый вирусным геном env . 120000 Да ( Дальтон ).
  2. Трансмембранный белок оболочки Gp41 TM, также кодируемый вирусным геном env . 41000 Да.
  3. Р24 капсидный белок СА, кодируемый вирусным геном затычки . 24000 Да.
  4. Матричный белок P17 MA, также кодируемый gag . 17000 Да.
  5. Капсидный белок P7 / P9 NC, также кодируемый gag . 7000-11000 Да.

В белках оболочки SU и TM являются гликозилированными по крайней мере , в некоторых лентивирусах (ВИЧ, SIV), если не все из них. Гликозилирование, по-видимому, играет структурную роль в сокрытии и изменении антигенных сайтов, необходимых хозяину для создания ответа иммунной системы.

Ферменты:

  1. Обратная транскриптаза RT кодируется геном pol . Размер белка 66000 Да.
  2. Интеграза ИН также кодируется геном pol . Размер белка 32000 Да.
  3. Протеаза PR, кодируемая геном pro (часть гена pol в некоторых вирусах).
  4. dUTPase DU, кодируемая геном pro (часть гена pol в некоторых вирусах), роль которого до сих пор неизвестна. Размер белка 14000 Да.

Регуляторные белки генов:

  1. Tat : основной трансактиватор
  2. Rev : важен для синтеза основных вирусных белков

Дополнительные белки:

  1. Nef : отрицательный фактор
  2. Vpr : регуляторный белок
  3. Vif : ингибитор APOBEC3
  4. Vpu / Vpx : уникально для каждого типа ВИЧ
  5. p6: часть кляпа

Антигенные свойства

Серологические отношения: детерминанты антигена зависят от типа и группы. Детерминанты антигена, обладающие типоспецифической реактивностью, находятся на конверте. Детерминанты антигена, которые обладают типоспецифической реактивностью и участвуют в опосредованной антителами нейтрализации, обнаруживаются на гликопротеинах . Перекрестная реактивность была обнаружена среди некоторых видов одного и того же серотипа, но не между представителями разных родов. Классификация представителей этого таксона редко основывается на их антигенных свойствах.

Эпидемиология

  • Симптомы и диапазон хозяев: Хозяева вируса встречаются в отрядах приматов (люди, обезьяны и обезьяны), Carnivora (кошки, собаки и другие плотоядные животные), Perissodactyla и Artiodactyla (одно- и двупалые копытные млекопитающие).
  • Передача : Передается средствами, не связанными с вектором .
  • Географическое распространение: по всему миру.

Физико-химические и физические свойства

Классифицируется как имеющий морфологию класса C

Лентивирусная доставка сконструированных кшРНК и механизм РНК-интерференции в клетках млекопитающих .
  • Нуклеиновая кислота
    • Вирионы содержат 2% нуклеиновой кислоты
    • Геном состоит из димера
    • Вирионы содержат по одной молекуле (каждой) линейной одноцепочечной РНК с положительным смыслом .
    • Общая длина генома одного мономера составляет 8-10 тыс. Нуклеотидов (в зависимости от вируса).
    • Последовательность генома имеет концевые повторяющиеся последовательности; длинные концевые повторы (LTR) (около 600 н.)
    • На 5-м конце генома есть колпачок.
    • Кеп-последовательность типа 1 m7G5ppp5'GmpNp
    • 3'-конец каждого мономера имеет поли (А) тракт.
    • 2 копии упакованы на частицу (удерживаются вместе основанием Уотсона-Крика с образованием димера).
  • Всего 11 белков
    • Вирионы содержат 60% белка
    • К настоящему времени обнаружено пять (основных) структурных белков вириона.
  • Липиды : вирионы содержат 35% липидов .
  • Углеводы : другие соединения, обнаруженные в частицах 3% углеводов.

Использование в качестве векторов доставки генов

Основная статья: Лентивирусный вектор в генной терапии

Лентивирус - это прежде всего инструмент исследования, используемый для введения генного продукта в системы in vitro или модели на животных. В настоящее время предпринимаются широкомасштабные совместные усилия по использованию лентивирусов для блокирования экспрессии определенного гена с использованием технологии интерференции РНК в высокопроизводительных форматах. И наоборот, лентивирусы также используются для стабильной сверхэкспрессии определенных генов, что позволяет исследователям изучать эффект повышенной экспрессии генов в модельной системе.

Другое распространенное применение - использование лентивируса для введения нового гена в клетки человека или животных. Например, модель гемофилии мышей корректируется путем экспрессии тромбоцитарного фактора VIII дикого типа , гена, мутировавшего при гемофилии человека. Лентивирусная инфекция имеет преимущества перед другими методами генной терапии, включая высокоэффективное инфицирование делящихся и неделящихся клеток, долговременную стабильную экспрессию трансгена и низкую иммуногенность. Лентивирусы также успешно использовались для трансдукции мышей с диабетом геном, кодирующим PDGF (фактор роста тромбоцитов), и этот метод лечения рассматривается для использования у людей. Наконец, лентивирусы также использовались для индукции иммунного ответа против опухолевых антигенов. Эти методы лечения, как и большинство современных экспериментов по генной терапии, выглядят многообещающими, но еще не признаны безопасными и эффективными в контролируемых исследованиях на людях. Гаммаретровирусные и лентивирусные векторы на данный момент использовались в более чем 300 клинических испытаниях, посвященных вариантам лечения различных заболеваний.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

  • Райан К.Дж., Рэй К.Г., ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология: Введение в инфекционные заболевания (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу Хилл. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  • Деспорт, М., изд. (2010). Лентивирусы и макрофаги: молекулярные и клеточные взаимодействия . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-60-8.

дальнейшее чтение

внешние ссылки