Lentivirukset

Lentivirukset
Tyylitelty poikkileikkaus HIV:stä
tieteellinen luokittelu
Ryhmä:Virukset [1]Valtakunta:RiboviriaKuningaskunta:ParanaviraeTyyppi:ArtverviricotaLuokka:RevtraviricetesTilaus:OrterviralesPerhe:RetroviruksetAlaperhe:OrthoretrovirinaeSuku:Lentivirukset
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Lentivirus
Erilaisia
katso tekstiä
Baltimore Group
VI: ssRNA-RT-virukset
Systematiikka Wikispeciesissä Kuvat Wikimedia Commonsissa NCBI   11646 EOL   67526

Lentivirukset ( lat.  Lentivirus , lat.  lentus  - hidas ) - retrovirusten ( Retroviridae ) sukuun kuuluva virussuku , jolla on pitkä itämisaika .

Lentivirukset pystyvät kuljettamaan merkittävän määrän geneettistä materiaalia isäntäsoluun ja niillä on kyky replikoitua jakautumattomissa soluissa, mikä on ainutlaatuinen retrovirusten joukossa , mikä tekee lentiviruksista kätevän vektorin geneettisen materiaalin kuljettamiseen molekyylibiologiassa . Tämän suvun näkyvä edustaja on ihmisen immuunikatovirus .

Morfologia

Virionit ovat vaipallisia, hieman pleomorfisia , pallomaisia ​​ja halkaisijaltaan noin 80–100 nm . Viruskuoren ulkonemat tekevät pinnasta epätasaisen. Nukleoidi on samankeskinen, sauvan muotoinen tai katkaistun kartion muotoinen.

Genomin rakenne ja replikaatio

Virusten genomi sisältää kolme geeniä, jotka sijaitsevat genomisessa RNA:ssa tässä järjestyksessä . Genomi sisältää myös apugeenejä, jotka eroavat eri viruksista ( HIV-1 :n tapauksessa nämä ovat vif , vpr , vpu , tat , rev , nef ). Apugeenituotteet osallistuvat genomisen RNA:n replikaation säätelyyn. Pitkät terminaaliset toistot ovat noin 600 nukleotidiä pitkiä, U3-alue on 450 nukleotidia pitkä, R-sekvenssi on 100 nukleotidia pitkä ja U5-alue on noin 70 nukleotidia pitkä. 5´-gag-pol-env-3´

Virusproteiinit, kuten käänteistranskriptaasi ja integraasi , ovat mukana replikaation alkuvaiheissa. Käänteistranskriptaasi (revertaasi) on RNA-riippuvainen DNA-polymeraasi , jota viruksen genomi koodaa. Revertase käyttää viruksen genomista RNA:ta templaattina komplementaarisen DNA-juosteen synteesiä varten. Käänteistranskriptaasilla on myös RNaasi H -aktiivisuutta RNA-templaatin hajottamiseksi. Integraasi sitoutuu sekä käänteistranskriptaasin syntetisoimaan cDNA :han että isäntä-DNA:han. Ennen kuin virusgenomi integroidaan isäntä-DNA:han, integraasi "prosessoi" pitkät terminaaliset toistot.

Lentivirukset pystyvät infektoimaan viereisiä soluja suorassa kosketuksessa ilman solunulkoisten hiukkasten muodostumista.

Antigeeniset ominaisuudet

Antigeeniset determinantit ovat kantaspesifisiä. Serotyypin määrittävät determinantit löytyvät viruksen kuoresta ja ovat glykoproteiineja . Lentivirusten luokittelu perustuu joskus antigeenisiin ominaisuuksiin.

Virionien fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

• Kenraali
  • Kelluva tiheys 1,16-1,18 g/cm³ sakkaroosissa
  • Virionit ovat herkkiä lämmölle, pesuaineille ja formaldehydille .
  • Säteilyaltistus ei vähennä tarttuvuutta.
• Nukleiinihapot
  • Virionit sisältävät noin 2 % nukleiinihappoja.
  • Genomi koostuu dimeereistä.
  • Virionit sisältävät yhden molekyylin lineaarista yksijuosteista (+)RNA:ta.
  • Yhden genomin monomeerin kokonaispituus on 9200 nukleotidia.
  • Genomissa on toistuvia loppusekvenssejä; pitkät terminaaliset toistot ovat noin 600 nukleotidia.
  • Genomin 5'-pää on peitetty , cap-sekvenssi on m7G5ppp5'GmpNp.
  • Jokaisen monomeerin 3'-pää sisältää poly(A); 3'-päässä on tRNA :n kaltainen rakenne ja se on kytketty lysiiniin .
  • Kapsidi sisältää yksinomaan genomista nukleiinihappoa.
• Oravat
  • Virionit sisältävät 11 erilaista proteiinia, jotka muodostavat 60 % viruspartikkeleista.
  • Viisi tärkeintä rakenneproteiinia molekyylipainon mukaan.
    • 120 kDa . Gp120 glykosyloitu SU-vaippaproteiini, jota koodaa viruksen env-geeni .
    • 41 kDa. Gp41 glykosyloitu transmembraaninen vaippaproteiini TM, jota koodaa viruksen env-geeni .
    • 24 kDa. P24-glykosyloitumaton CA-kapsidiproteiini.
    • 17 kDa. P17-glykosyloitumaton MA-ytimen monimatriisiproteiini.
    • 7-11 kDa. Glykosyloimaton NC-kapsidiproteiini.
      • MA-, CA- ja NC-proteiineja koodaa gag -geeni .
  • SU- ja TM-vaippaproteiinit ovat glykosyloituneita ainakin joissakin lentiviruksissa (HIV, apinan immuunikatovirus). Glykosylaatiolla näyttää olevan tärkeä rooli peittämisessä ja se tarjoaa isännän immuunivasteeseen tarvittavan monimuotoisuuden antigeenisissä paikoissa.
  • Yleisesti löytyy neljä ei-rakenteellista proteiinia, joista kolme löytyy kädellisten lentiviruksista.
    • Proteiini on 66 kDa. Pol -geenin koodaama käänteistranskriptaasi RT .
    • 32 kDa proteiini. Integraasi IN, jota myös koodaa pol -geeni .
    • 14 kDa proteiini. pro -geenin koodaama PR- proteaasi .
    • dUPTase DU, jonka toimintaa ei tunneta.
• Lipidit : Virionit sisältävät noin 35 % lipidejä.
• Hiilihydraatit : Virionit sisältävät noin 3 % sokereita.

Sovellus

Lentivirukset ovat kätevä vektori geenien viemiseksi in vitro -järjestelmiin tai eläinmalleihin. Lentivirusvektoreita käytetään menestyksekkäästi toimittamaan geneettisesti muokattuja rakenteita estämään tiettyjen geenien ilmentyminen RNA-interferenssimekanismilla [2] . Lyhyiden hiusneula-RNA:iden ( shRNA ) ilmentäminen vähentää tietyn geenin ilmentymistä ja mahdollistaa siten tämän geenin toimintojen arvioinnin malliobjektissa. Tällainen tutkimus voi edeltää uusien sairauksien hoitoon tarkoitettujen lääkkeiden kehittämistä estämällä tiettyjen geenien ilmentymisen.

Lentivirusvektoreita käytetään myös uusien geenien viemiseen ihmisen tai eläimen soluihin. Esimerkiksi hemofilian laboratoriohiirimallissa villityypin verihiutaletekijä VIII:n ilmentyminen johtaa normaalin fenotyypin palautumiseen [3] . Lentivirusvektoreiden käytöllä on joitain etuja muihin geeniterapiamenetelmiin verrattuna. Lentivirukset infektoivat jakautuvat ja jakautumattomat solut, pitkäaikaisen siirtogeenin ilmentymisen ja alhaisen immunogeenisyyden. PDGF :ää (verihiutalekasvutekijää) ilmentäviä lentiviruksia on käytetty menestyksekkäästi diabeettisten hiirten transfektoimiseen [4] . On mahdollista, että samanlaisia ​​geeniterapian menetelmiä käytetään tulevaisuudessa ihmisillä. Gammaretroviruksiin ja lentiviruksiin perustuvia vektoreita on käytetty jo yli 300 kliinisessä tutkimuksessa, joiden tarkoituksena on kehittää menetelmiä eri sairauksien hoitoon [5] .

Luokitus

Lentivirusten luokittelu viiteen serotyyppiin suoritetaan selkärankaisten taksonien mukaan, jotka tartuttavat vastaavat serotyypit (kädelliset, lampaat ja vuohet, hevoset, kissat, naudat). Kädellisten lentivirukset eroavat CD4 -reseptoristaan ​​ja dUTPaasi-entsyymin puuttumisesta. Joillakin ryhmillä on ristispesifisiä gag -antigeenejä.

Lentivirus -sukuun kuuluvat erityisesti seuraavat lajit [6] [7] :

Apinan immuunikatovirukselle tunnetaan useita tämän viruksen kantoja, joista jokainen on tyypillinen yhdelle kädellislajille: SIV-agm, SIV-cpz, SIV-mnd, SIV-mne, SIV-mac, SIV-sm, SIV- stm.

Muistiinpanot

1. ↑ Virusten taksonomia  Kansainvälisen virustaksonomian komitean (ICTV) verkkosivustolla .
2. ↑ shRNA – lyhyt hiusneula-RNA . Haettu 10. toukokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 2. lokakuuta 2008. (määrätön)
3. ↑ Lentivirus-välitteinen verihiutaleperäinen tekijä VIII g…[J Thromb Haemost. 2007] - PubMed-tulos
4. ↑ Lentiviraalinen transfektio PDGF-B-geenillä impro…[Plast Reconstr Surg. 2005] - PubMed-tulos
5. ↑ Kurth, R.; Bannert, N. (toimittajat). Retrovirukset : molekyylibiologia, genomiikka ja patogeneesi  . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-55-4 .
6. ↑ Gelderblom HR, Ozel M., Pauli G. Morphogenesis and morphology of HIV. Rakennerelaatiot  (englanniksi)  // Arch. Virol. : päiväkirja. - 1989. - Voi. 106 . - s. 1-13 .
7. ↑ Virusten taksonomia  Kansainvälisen virustaksonomian komitean (ICTV) verkkosivustolla . (Käytetty: 22. heinäkuuta 2016) .
8. ↑ 1 2 3 Pinevitš A. V. , Sirotkin A. K. , Gavrilova O. V. , Potekhin A. A. Virologia: oppikirja. - Pietari.  : Pietarin yliopiston kustantamo, 2012. - S. 409-410. — ISBN 978-5-288-05328-3 .
9. ↑ 1 2 Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Virukset ja virusrokotteet. - M .  : Biblionics, 2007. - S. 352-353. — ISBN 5-98685-012-2 .

Kirjallisuus

• Ryan KJ, Ray CG, toim. Sherris Medical Microbiology: Johdatus  tartuntatauteihin . – 4. — New York: McGraw-Hill Education , 2004. — ISBN 0-8385-8529-9 .
• Desport, M. (toimittaja). Lentivirukset ja makrofagit: Molekyyli- ja  soluvuorovaikutukset . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-60-8 .
• "Lentivirukset sorkka- ja kavioeläimissä. I. Yleiset piirteet, historia ja esiintyvyys”, Bulgarian Journal of Veterinary Medicine (2006), 9, nro 3, 175–181
• Tim Ravenscroft . Ovatko lentivirusvektorit puhkeamisen partaalla? , Genetic Engineering & Biotechnology News , Mary Ann Liebert, Inc.  (15. kesäkuuta 2008), s. 54-55. Haettu 6. heinäkuuta 2008.  "(alaotsikko) Nopeasti kehittyvällä tekniikalla on potentiaalia hoitaa hemofiliaa, AIDSia ja syöpää".