Lentivirus

Lentivirus
Stiliserat tvärsnitt av HIV
vetenskaplig klassificering
Grupp:Virus [1]Rike:RiboviriaRike:PararnaviraeSorts:ArtverviricotaKlass:RevtraviricetesOrdning:OrterviralesFamilj:RetrovirusUnderfamilj:OrthoretrovirinaeSläkte:Lentivirus
Internationellt vetenskapligt namn
Lentivirus
Typer
se text
Baltimore-gruppen
VI: ssRNA-RT-virus
Systematik på Wikispecies Bilder på Wikimedia Commons NCBI   11646 EOL   67526

Lentivirus ( lat.  Lentivirus , av lat.  lentus  - långsam) - ett släkte av virus från familjen retrovirus ( Retroviridae ) med lång inkubationstid .

Lentivirus kan leverera en betydande mängd genetiskt material till värdcellen och har förmågan att replikera i icke-delande celler, unikt bland retrovirus , vilket gör lentivirus till en bekväm vektor för leverans av genetiskt material inom molekylärbiologi. En framträdande representant för detta släkte är det humana immunbristviruset .

Morfologi

Virionerna är omslutna, något pleomorfa , sfäriska till formen och cirka 80–100 nm i diameter . Virushöljets utsprång gör ytan ojämn. Nukleoiden är koncentrisk, stavformad eller har formen av en stympad kon.

Genomstruktur och replikering

Genomet av virus innehåller tre gener, som är belägna i det genomiska RNA:t i denna ordning . Genomet innehåller även hjälpgener som skiljer sig åt i olika virus (när det gäller HIV-1 är dessa vif , vpr , vpu , tat , rev , nef ). Accessoriska genprodukter är involverade i regleringen av genomisk RNA-replikation. De långa terminala upprepningarna är cirka 600 nukleotider långa, U3-regionen är 450 nukleotider lång, R-sekvensen är 100 nukleotider lång och U5-regionen är cirka 70 nukleotider lång. 5´-gag-pol-env-3´

Virala proteiner såsom omvänt transkriptas och integras är involverade i de tidiga stadierna av replikation. Omvänt transkriptas (revertas) är ett RNA-beroende DNA-polymeras som kodas av virusgenomet. Revertase använder virusets genomiska RNA som en mall för syntesen av en komplementär DNA-sträng. Omvänt transkriptas har också RNas H -aktivitet för att bryta ned RNA-mallen. Integras binder både till cDNA syntetiserat av omvänt transkriptas och till värd-DNA. Innan det virala genomet integreras i värd-DNA:t, integrera "bearbetar" de långa terminala upprepningarna.

Lentivirus kan infektera närliggande celler genom direkt kontakt utan att det bildas extracellulära partiklar.

Antigena egenskaper

Antigena determinanter är stamspecifika. Determinanter som bestämmer serotypen finns på virushöljet och är glykoproteiner . Klassificering av lentivirus är ibland baserad på antigena egenskaper.

Fysikalisk-kemiska egenskaper hos virioner

• Allmän
  • Flytande densitet 1,16-1,18 g/cm³ i sackaros
  • Virioner är känsliga för värme, rengöringsmedel och formaldehyd .
  • Smittsamheten minskar inte genom exponering för strålning.
• Nukleinsyror
  • Virioner innehåller cirka 2% nukleinsyror.
  • Genomet består av dimerer.
  • Virioner innehåller en molekyl linjärt enkelsträngat (+)RNA.
  • Den totala längden av en genommonomer är 9200 nukleotider.
  • Genomet har repetitiva ändsekvenser; långa terminala upprepningar är cirka 600 nukleotider.
  • 5'-änden av genomet är kapad , cap-sekvensen är m7G5ppp5'GmpNp.
  • 3'-änden av varje monomer innehåller poly(A); 3'-änden har en tRNA- liknande struktur och är kopplad till ett lysin .
  • Kapsiden innehåller uteslutande genomisk nukleinsyra.
• Ekorrar
  • Virioner innehåller 11 olika proteiner som utgör 60 % av viruspartikeln.
  • De fem huvudsakliga strukturella proteinerna efter molekylvikt.
    • 120 kDa . Gp120 glykosylerat SU-höljeprotein som kodas av den virala env-genen .
    • 41 kDa. Gp41 glykosylerat transmembranhöljeprotein TM som kodas av den virala env-genen .
    • 24 kDa. P24 icke-glykosylerat CA-kapsidprotein.
    • 17 kDa. P17 icke-glykosylerat MA nukleärt multimatrisprotein.
    • 7-11 kDa. Icke-glykosylerat NC-kapsidprotein.
      • MA-, CA- och NC-proteinerna kodas av gag -genen .
  • SU- och TM-höljesproteinerna är glykosylerade i åtminstone några lentivirus (HIV, simian immunbristvirus). Glykosylering verkar spela en viktig roll vid maskering och tillhandahåller mångfalden av antigena ställen som krävs för värdens immunsvar.
  • Fyra icke-strukturella proteiner finns vanligtvis, varav tre finns i primat lentivirus.
    • Proteinet är 66 kDa. Omvänt transkriptas RT som kodas av pol -genen .
    • 32 kDa protein. Integrase IN, även kodad av pol -genen .
    • 14 kDa protein. PR- proteas som kodas av pro -genen .
    • dUPTAse DU, vars funktion är okänd.
• Lipider : Virioner innehåller cirka 35 % lipider.
• Kolhydrater : Virions innehåller cirka 3% sockerarter.

Applikation

Lentivirus är en lämplig vektor för att introducera gener i in vitro- system eller djurmodeller. Lentivirala vektorer används framgångsrikt för att leverera genetiskt modifierade konstruktioner för att blockera uttrycket av specifika gener genom mekanismen för RNA-interferens [2] . Uttryck av kort hårnåls-RNA ( shRNA ) minskar uttrycket av en given gen och gör det därmed möjligt att bedöma funktionerna hos denna gen i ett modellobjekt. Sådan forskning kan föregå utvecklingen av nya läkemedel för att behandla sjukdomar genom att blockera uttrycket av vissa gener.

Lentivirala vektorer används också för att introducera nya gener i mänskliga eller djurceller. Till exempel, i en laboratoriemusmodell av hemofili , resulterar uttryck av vildtyp trombocytfaktor VIII i återställandet av en normal fenotyp [3] . Användningen av lentivirala vektorer har vissa fördelar jämfört med andra genterapimetoder. Lentivirus infekterar delande och icke-delande celler, långvarigt uttryck av transgenen och låg immunogenicitet. Lentivirus som uttrycker PDGF (trombocyttillväxtfaktor) har framgångsrikt använts för att transfektera diabetiska möss [4] . Det är möjligt att liknande metoder för genterapi kommer att användas på människor i framtiden. Vektorer baserade på gammaretrovirus och lentivirus har redan använts i mer än 300 kliniska prövningar som syftar till att utveckla metoder för behandling av olika sjukdomar [5] .

Klassificering

Klassificering av lentivirus i fem serotyper utförs enligt taxa av ryggradsdjur, som infekterar motsvarande serotyper (primater, får och getter, hästar, katter, nötkreatur). Primatlentivirus skiljer sig åt i sin CD4 -receptor och i frånvaro av dUTPase-enzymet. Vissa grupper har korsspecifika gag -antigener.

Släktet Lentivirus inkluderar i synnerhet följande arter [6] [7] :

För apimmunbristvirus är flera stammar av detta virus kända, som var och en är karakteristisk för en art av primater: SIV-agm, SIV-cpz, SIV-mnd, SIV-mne, SIV-mac, SIV-sm, SIV- stm.

Anteckningar

1. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) .
2. ↑ shRNA—kort hårnåls-RNA . Hämtad 10 maj 2010. Arkiverad från originalet 2 oktober 2008. (obestämd)
3. ↑ Lentivirus-medierad trombocythärledd faktor VIII g...[J Thromb Haemost. 2007] - PubMed Resultat
4. ↑ Lentiviral transfektion med PDGF-B-genen impro...[Plast Reconstr Surg. 2005] - PubMed Resultat
5. ↑ Kurth, R.; Bannert, N. (redaktörer). Retrovirus : Molecular Biology, Genomics and Patogenes  . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-55-4 .
6. ↑ Gelderblom HR, Ozel M., Pauli G. Morfogenes och morfologi av HIV. Strukturrelationer  (engelska)  // Arch. Virol. : journal. - 1989. - Vol. 106 . - S. 1-13 .
7. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) . (Tillgänglig: 22 juli 2016) .
8. ↑ 1 2 3 Pinevich A. V. , Sirotkin A. K. , Gavrilova O. V. , Potekhin A. A. Virologi: lärobok. - St Petersburg.  : Publishing House of St. Petersburg University, 2012. - S. 409-410. — ISBN 978-5-288-05328-3 .
9. ↑ 1 2 Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Virus och virala vacciner. - M .  : Biblionics, 2007. - S. 352-353. — ISBN 5-98685-012-2 .

Litteratur

• Ryan KJ, Ray CG, red. Sherris Medical Microbiology: En introduktion till  infektionssjukdomar . — 4:a. — New York: McGraw-Hill Education , 2004. — ISBN 0-8385-8529-9 .
• Desport, M. (redaktör). Lentivirus och makrofager: molekylära och cellulära  interaktioner . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-60-8 .
• "Lentivirus hos hovdjur. I. General Features, History And Prevalence”, Bulgarian Journal of Veterinary Medicine (2006), 9, nr 3, 175−181
• Tim Ravenscroft . Är lentivirala vektorer på väg mot utbrott? , Genetic Engineering & Biotechnology News , Mary Ann Liebert, Inc.  (15 juni 2008), s. 54-55. Hämtad 6 juli 2008.  "(undertitel) Snabbt framväxande teknologi har potential att behandla hemofili, AIDS och cancer".