Lentiviry

Lentiviry
Stylizovaný průřez HIV
vědecká klasifikace
Skupina:Viry [1]Oblast:RiboviriaKrálovství:PararnaviraeTyp:ArtverviricotaTřída:RevtraviricetesObjednat:OrterviralesRodina:RetroviryPodrodina:OrthoretrovirinaeRod:Lentiviry
Mezinárodní vědecký název
lentivirus
Druhy
viz text
Baltimorská skupina
VI: viry ssRNA-RT
Systematika na Wikispecies Obrázky na Wikimedia Commons NCBI   11646 EOL   67526

Lentiviry ( lat.  Lentivirus , z lat.  lentus  - pomalý) - rod virů z čeledi retrovirů ( Retroviridae ) s dlouhou inkubační dobou .

Lentiviry jsou schopny dodat značné množství genetického materiálu do hostitelské buňky a mají schopnost replikovat se v nedělících se buňkách, což je mezi retroviry jedinečné , což z lentivirů činí vhodný vektor pro přenos genetického materiálu v molekulární biologii. Významným zástupcem tohoto rodu je virus lidské imunodeficience .

Morfologie

Viriony jsou obalené, mírně pleomorfní , kulovitého tvaru a asi 80–100 nm v průměru . Výběžky virového obalu způsobují, že povrch je nerovný. Nukleoid je soustředný, tyčovitý nebo má tvar komolého kužele.

Struktura a replikace genomu

Genom virů obsahuje tři geny, které jsou umístěny v genomové RNA v tomto pořadí . Genom obsahuje také pomocné geny, které se u různých virů liší (v případě HIV-1 jsou to vif , vpr , vpu , tat , rev , nef ). Produkty doplňkových genů se podílejí na regulaci replikace genomové RNA. Dlouhé koncové repetice jsou dlouhé asi 600 nukleotidů, oblast U3 je dlouhá 450 nukleotidů, sekvence R je dlouhá 100 nukleotidů a oblast U5 je dlouhá asi 70 nukleotidů. 5´-gag-pol-env-3´

Virové proteiny, jako je reverzní transkriptáza a integráza , se účastní raných fází replikace. Reverzní transkriptáza (revertáza) je RNA-dependentní DNA polymeráza kódovaná virovým genomem. Revertáza využívá genomovou RNA viru jako templát pro syntézu komplementárního řetězce DNA. Reverzní transkriptáza má také aktivitu RNázy H pro degradaci templátu RNA. Integráza se váže jak na cDNA syntetizovanou reverzní transkriptázou, tak na hostitelskou DNA. Před integrací virového genomu do hostitelské DNA integráza „zpracuje“ dlouhé koncové repetice.

Lentiviry jsou schopny infikovat sousední buňky přímým kontaktem bez tvorby extracelulárních částic.

Antigenní vlastnosti

Antigenní determinanty jsou kmenově specifické. Determinanty, které určují sérotyp, se nacházejí na obalu viru a jsou to glykoproteiny . Klasifikace lentivirů je někdy založena na antigenních vlastnostech.

Fyzikálně-chemické charakteristiky virionů

• Všeobecné
  • Plovoucí hustota 1,16-1,18 g/cm³ v sacharóze
  • Viriony jsou citlivé na teplo, detergenty a formaldehyd .
  • Infekčnost není snížena ozářením.
• Nukleové kyseliny
  • Viriony obsahují asi 2 % nukleových kyselin.
  • Genom je tvořen dimery.
  • Viriony obsahují jednu molekulu lineární jednovláknové (+)RNA.
  • Celková délka jednoho genomového monomeru je 9200 nukleotidů.
  • Genom má opakující se koncové sekvence; dlouhé koncové repetice mají asi 600 nukleotidů.
  • 5'-konec genomu je uzavřen , sekvence čepičky je m7G5ppp5'GmpNp.
  • 3' konec každého monomeru obsahuje poly(A); 3' konec má strukturu podobnou tRNA a je spojen s lysinem .
  • Kapsida obsahuje výhradně genomovou nukleovou kyselinu.
• Veverky
  • Viriony obsahují 11 různých proteinů, které tvoří 60 % virové částice.
  • Pět hlavních strukturních proteinů podle molekulové hmotnosti.
    • 120 kDa . Gp120 glykosylovaný SU obalový protein kódovaný virovým genem env .
    • 41 kDa. Gp41 glykosylovaný transmembránový obalový protein TM kódovaný virovým genem env .
    • 24 kDa. P24 neglykosylovaný CA kapsidový protein.
    • 17 kDa. P17 neglykosylovaný MA jaderný multimatrixový protein.
    • 7-11 kDa. Neglykosylovaný NC kapsidový protein.
      • Proteiny MA, CA a NC jsou kódovány genem gag .
  • Obalové proteiny SU a TM jsou glykosylovány alespoň v některých lentivirech (HIV, virus opičí imunodeficience). Zdá se, že glykosylace hraje důležitou roli při maskování a poskytuje rozmanitost antigenních míst potřebných pro imunitní odpověď hostitele.
  • Běžně se vyskytují čtyři nestrukturální proteiny, z nichž tři se nacházejí v lentivirech primátů.
    • Protein má 66 kDa. Reverzní transkriptáza RT kódovaná pol genem .
    • protein 32 kDa. Integráza IN, také kódovaná pol genem .
    • 14 kDa protein. PR proteáza kódovaná pro genem .
    • dUPTase DU, jehož funkce není známa.
• Lipidy : Viriony obsahují asi 35 % lipidů.
• Sacharidy : Viriony obsahují asi 3 % cukrů.

Aplikace

Lentiviry jsou vhodným vektorem pro zavádění genů do in vitro systémů nebo zvířecích modelů. Lentivirové vektory se úspěšně používají k dodání geneticky upravených konstruktů k blokování exprese specifických genů mechanismem RNA interference [2] . Exprese krátkých vlásenkových RNA ( shRNA ) snižuje expresi daného genu a umožňuje tak posoudit funkce tohoto genu v modelovém objektu. Takový výzkum může předcházet vývoji nových léků k léčbě nemocí blokováním exprese určitých genů.

Lentivirové vektory se také používají k zavedení nových genů do lidských nebo zvířecích buněk. Například v laboratorním myším modelu hemofilie vede exprese divokého typu destičkového faktoru VIII k obnovení normálního fenotypu [3] . Použití lentivirových vektorů má některé výhody oproti jiným metodám genové terapie. Lentiviry infikují dělící se a nedělící se buňky, dlouhodobou expresi transgenu a nízkou imunogenicitu. Lentiviry exprimující PDGF (platelet growth factor) byly úspěšně použity k transfekci diabetických myší [4] . Je možné, že podobné metody genové terapie budou v budoucnu využívány i u lidí. Vektory na bázi gammaretrovirů a lentivirů byly již použity ve více než 300 klinických studiích zaměřených na vývoj metod pro léčbu různých onemocnění [5] .

Klasifikace

Klasifikace lentivirů do pěti sérotypů se provádí podle taxonů obratlovců, kteří infikují odpovídající sérotypy (primáti, ovce a kozy, koně, kočky, skot). Lentiviry primátů se liší svým CD4 receptorem a nepřítomností enzymu dUTPázy. Některé skupiny mají zkříženě specifické gag antigeny.

Rod Lentivirus zahrnuje zejména tyto druhy [6] [7] :

Pro virus opičí imunodeficience je známo několik kmenů tohoto viru, z nichž každý je charakteristický pro jeden druh primátů: SIV-agm, SIV-cpz, SIV-mnd, SIV-mne, SIV-mac, SIV-sm, SIV- stm.

Poznámky

1. ↑ Taxonomie virů  na webu Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV) .
2. ↑ shRNA—krátká vlásenková RNA . Získáno 10. května 2010. Archivováno z originálu 2. října 2008. (neurčitý)
3. ↑ Lentivirem zprostředkovaný krevní destičkový faktor VIII g…[J Thromb Haemost. 2007] - Výsledek PubMed
4. ↑ Lentivirová transfekce genem PDGF-B impro…[Plast Reconstr Surg. 2005] - Výsledek PubMed
5. ↑ Kurth, R.; Bannert, N. (redakce). Retroviry : Molekulární biologie, genomika a patogeneze  . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-55-4 .
6. ↑ Gelderblom HR, Ozel M., Pauli G. Morfogeneze a morfologie HIV. Vztahy struktur  (anglicky)  // Arch. Virol. : deník. - 1989. - Sv. 106 . - str. 1-13 .
7. ↑ Taxonomie virů  na webu Mezinárodního výboru pro taxonomii virů (ICTV) . (Přístup: 22. července 2016) .
8. ↑ 1 2 3 Pinevich A. V. , Sirotkin A. K. , Gavrilova O. V. , Potekhin A. A. Virologie: učebnice. - Petrohrad.  : Nakladatelství Petrohradské univerzity, 2012. - S. 409-410. — ISBN 978-5-288-05328-3 .
9. ↑ 1 2 Sergeev V. A. , Nepoklonov E. A. , Aliper T. I. Viry a virové vakcíny. - M  .: Biblionics, 2007. - S. 352-353. — ISBN 5-98685-012-2 .

Literatura

• Ryan KJ, Ray CG, ed. Sherris Medical Microbiology: Úvod do infekčních  nemocí . — 4. — New York: McGraw-Hill Education , 2004. — ISBN 0-8385-8529-9 .
• Desport, M. (redaktor). Lentiviry a makrofágy: molekulární a buněčné  interakce . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-60-8 .
• „Lentiviry u kopytníků. I. Obecné rysy, historie a prevalence, Bulgarian Journal of Veterinary Medicine (2006), 9, č. 3, 175−181
• Tim Ravenscroft . Jsou lentivirové vektory na vrcholu Breakout? , Genetické inženýrství & Biotechnology News , Mary Ann Liebert, Inc.  (15. června 2008), s. 54-55. Získáno 6. července 2008.  "(podnázev) Rychle se objevující technologie má potenciál léčit hemofilii, AIDS a rakovinu".